KR950005240B1 - 연소기기의 점화제어장치 - Google Patents

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Description

연소기기의 점화제어장치

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기의 제어장치를 나타내는 블록도.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기의 구성을 나타내는 개략도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 제어장치의 작동을 설명하기 위한 타이밍차트 .

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가스순간온수기(연소기기) 10 : 가스관(연료공급로)

11 : 전자밸브 16 : 버너

21 : 스파크전극(점화수단) 22 : 열전대(착화검지수단)

30 : 제어장치(점화제어장치)

본 발명은 연소기기에 적용되어 안전하고 확실하게 버너를 점화할 수 있는 연소기기의 점화제어장치에 관한 것이다.

종래, 연소기기로서의 예컨대 가스온수기에서는 버너를 점화하는 경우에 수동식의 지수전(止水栓)을 조작하면 열교환기에 물을 유도하는 수관으로의 통수(通水)에 따라 가스통로를 개방하는 수압응동식(水壓應動式)의 가스밸브가 개방됨과 더불어 그 지수전에 대한 조작에 연동하여 점화장치가 일정시간 연속적으로 작동하여 버너를 점화하게 된다.

여기서, 가스통로에는 수압응동식의 가스밸브와는 별도로 전자코일에 대한 통전에 의해 밸브체를 개방하는 전자밸브가 설치되는 바, 그 전자밸브는 점화조작후의 일정시간(예를들면 0.7초간)동안 강제적으로 개방되고, 또한 버너의 착화를 검지하는 착화검지수단(프레임로드(Flame rod) 또는 열전대(Thermo-couple)에 의해 일정시간내에 착화가 검지되면 그후에도 전자밸브의 개방상태가 유지되는 반면, 일정시간이 경과하여도 착화가 검지되지 않는 경우에는 수압응동식의 가스밸브와는 무관하게 전자밸브가 폐쇄되어 폭발착화 및 미연소 가스의 유출을 방지하게 된다.

이와 같이, 종래의 점화제어장치에서는 점화동작의 개시후에 일정시간이 경과되면 폭발착화를 방지하기 위하여 강제적으로 전자밸브가 닫혀버리기 때문에, 그 일정시간내에 양호하게 착화되지 않은 경우에는 사용자는 지수전을 다시 조작하여 재차 점화조작을 해야 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 연소기기에서 간단한 조작에 의해 버너를 보다 확실하고 안전하게 착화할 수 있는 연소기기의 점화제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따르면 버너를 점화하기 위한 점화수단과, 상기 버너의 착화를 검지하는 착화검지수단 및, 상기 버너에 대한 연료공급로중에 배치된 전자밸브를 갖추고서, 상기 점화수단의 작동에 관련하여 상기 전자밸브를 일정시간 개방시킴과 더불어 상기 착화검지수단에 의하여 상기 버너의 착화가 검지될 때 상기 전자밸브를 개방상태로 유지시키는 연소기기의 점화제어장치에 있어서, 점화신호를 생성하는 스위치의 조작시 소정 시간동안 상기 점화수단의 점화를 개시하는 트라이얼타이머회로와, 상기 스위치의 조작시 소정시간 상기 전자밸브를 구동하는 강제작동타이머회로, 상기 트라이얼타이머회로와 강제작동타이머회로의 출력에 대응하는 펄스를 발진하여 흡착코일통전회로와 유지코일통전회로를 매개하여 상기 전자밸브를 구동제어하는 펄스신호를 생성하는 펄스발진회로를 갖추어, 상기 전자밸브의 개방으로부터 상기 소정시간내에 상기 버너의 착화가 검지되지 않는 경우 소정 시간의 주기로 상기 전자밸브의 반복적인 개폐제어를 수회에 걸쳐 수행하되, 그 개폐회수의 증가에 따라 상기 펄스발진회로의 소정 시간의 주기가 점차 길어지도록 제어하는 제어장치를 구비하여 구성된 기술적 수단을 갖춘 연소기기의 점화제어장치가 제공된다.

본 발명에서는 점화수단의 작동개시와 함께 전자밸브가 개방되어 버너로 연료가 공급되고, 전자밸브가 개방된 일정시간 이내에 버너의 착화가 검지되지 않으면 일단 전자밸브가 닫혀 연료공급이 정지되며, 이때 버너에 공급된 연료는 확산된다.

그후, 소정시간이 경과되면 다시 전자밸브가 개방되고 연료가 버너에 공급되며, 이때 다시 일정시간 이내에 착화되지 않는 경우에는 다시 전자밸브가 닫히게 된다.

이와 같이 전자밸브가 개방되어 연료가 공급되는 각각의 일정시간 이내에 착화가 검지되지 않을 때에는 전자밸브가 제어되어 일정시간의 개방상태와 소정시간의 폐쇄상태가 수회 반복된다.

그 수회의 개폐동작중 착화가 검지되면 그 이후에는 전자밸브가 개방상태로 유지되며, 소정의 개폐동작이 행해져도 착화가 검지되지 않으면 전자밸브가 닫혀진 상태로 된다.

또, 본 발명의 실시예에 의하면, 착화가 검지되지 않아서 전자밸브가 닫히는 경우 그 회수가 증가함에 따라 폐쇄시간이 길어지게 되고, 그에 따라 점화동작이 반복된 경우에도 연료가 충분히 확산된다.

따라서, 본 발명에서는 점화를 위해 전자밸브가 일정시간 개방되어진 동안 착화되지 않은 경우에는 전자밸브가 소정시간 폐쇄되고, 연료공급이 정지된 후에 전자밸브는 다시 개방되며, 이러한 동작은 버너가 착화될 때까지 수회 반복된다.

따라서, 최초에 전자밸브가 개방상태로 되는 일정시간 이내에 착화되지 않은 경우에도 사용하는 점화조작을 반복할 필요가 없다.

또한, 전자밸브는 일단 폐쇄된 상태에서 소정시간을 두고 개방되기 때문에 버너에 공급된 연로는 전자밸브가 닫혀진 동안에 확산되고, 그에 따라 다시 전자밸브가 개방될 때에 착회되어도 폭발착호하는 일은 없다.

또한, 본 발명에 따르면 착화 전에 버너로의 연료공급량의 총량이 증가하는 경우만큼 장시간을 두고 전자밸브가 개방되기 때문에 연료가 충분히 확산될 수 있어 폭발착화의 위험이 배제된다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 설명한다.

제2도는 원지식(元止式)의 가수순간온수기(1)를 나타내는 바, 급수관(2)으로 부터 공급되는 물은 수전(水栓)(3)과 수거버너(4)를 통과하여 다수의 핀(fin)을 구비한 수관식의 열교환기(5)에 유도되며, 또한 출탕관(6)으로 부터 그 선단의 샤워헤드 (7)로 유도되어 유출된다.

수전(3)은 수동조작시 지수밸브(止水 valve)로서, 1회째의 누름조작에 의해 개방상태로 되는 한편, 도시되지 않은 로크기구에 의해 개방상태가 유지되고, 2회째의 누름조작에 의해 로크기구가 풀어져 폐쇄상태로 복귀된다.

수거버너(4)는 유입되는 물을 일정한 유량으로 조절함과 동시에 후술하는 가스통로에 설치된 수압응동식의 가스밸브(12)의 구동부로서 작용하게 되며, 수전(3)이 개발될때 유입되는 물에 의해 다이어프램이 변위되어 연결부재를 통해 가스밸브(12)를 개방시키게 된다.

한편, 연료가스는 가스관(10)에 의하여 유도되어 안전밸브로서의 전자밸브 (11)를 통과한 다음, 수거버너(4)에 의해 구동되는 가스밸브(12)를 통과하여 가스거버너(13)에 의해 일정량으로 조절된 상태로 복수의 노즐(14)을 구비한 연료분사관 (15)으로부터 분출됨으로써, 복수의 판금(板金)버너가 나란히 설치된 버너(16)의 각 급기구에 공급된다.

가스관(10)은 가스밸브(12)의 하류에서 분기되어, 상화용(常火用)의 가스통로 (10a)로 되고, 가스통로(10a)의 선단에는 버터(16)에 근접한 상화파일럿버너(17)가 설치된다.

가스통로(10a)는 다시 분기되어 점화가스통로(10b)로 되고, 그 점화가스통로 (10b)에는 수전(3)의 개방동작과 연동하여 가스통로를 일시적으로 개방한뒤 즉시 닫히는 점화가스밸브(18)가 설치되며, 점화가스통로(10b)의 선단에는 점화버너(19)가 설치된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기(1)는 제1도에 나타낸 제어장치(30)에 의하여 제어된다.

즉, 그 제어장치(30)에는 도시되지 않은 건전지를 전원으로 하여 각각 작동하는 연산증폭기 또는 트랜지스터를 중심으로 구성된 트라이얼타이머회로(32)와 강제작동타이머회로(33), 펄스발진회로(34), 스파커회로(35), 화염검지회로(36), 흡착코일통전회로(37), 유지코일통전회로(38)가 설치되고, 또한 그 제어장치(30)에는 수전(3)의 개방에 연동하여 회로를 폐쇄하는 반면 수전(3)의 조작시에 점화동작을 위한 신호를 발생하는 스위치(20)가 구비되며, 또 점화버너(19)의 근방에는 스파커회로(35)의 출력부로서 스파크방전을 행하는 스파크전극(21)이, 또한 상화파일럿버너(17)의 근방에는 그 상화파일럿버너(17)의 화염을 검지하는 열전대(22)가 각각 구비되며, 각 회로는 이하의 기능을 갖게 된다.

트라이얼타이머회로(32)는 스위치(20)의 접속신호에 의해 점화동작을 행하기 위한 시간 T1(예를들면 3.6초)을 계측하는 타이머로서, 그 트라이얼타이머회로(32)의 작동중에는 스파커회로(35)가 작동하여 고전압을 발생하고 스파크전극(21)에 의해 불꽃방전이 행해지게 된다.

또한, 트라이얼타이머회로(32)가 작동하는 동안에는 펄스발진회로(34)가 작동하게 된다.

강제작동타이머회로(33)는 스위치(20)가 접속되는 경우 최초의 0.7초 동안만 작동하는 타이머이다.

펄스발진회로(34)는 0.7초 동안의 하이레벨과 0.5초간의 로우레벨을 교대로 출력하는 회로로서, 여기서는 강제작동타이머회로(33)로부터의 출력에 의해 출력상태가 결정되며, 스위치(20)가 접속될 때 최초의 0.7초 동안에는 반드시 라이레벨을 출력하게 된다.

화염검지회로(36)는 열전대(22)의 출력전압에 기초하여 상화파일럿버너(17)의 착화를 검지하기 위한 회로로서, 그 출력전압이 소정전압 이상인 경우를 화염검지상태로서 판별하게 된다. 여기서는 정전압회로를 포함한 기준 레벨회로(36a)가 구비되어 전원으로서의 건전지의 출력전압 변화의 영향을 받는 일 없이 확실하게 화염을 검지할 수 있게 된다.

흡착코일통전회로(37)와 유지코일통전회로(38)는 모두 전자밸브(11)의 밸브체를 구동하기 위해 설치된 회로이다.

여기서, 전자밸브(11)는 그 밸브체를 구동하기 위해 저항치가 작은 흡착코일 (11a)과 저항치가 큰 유지코일(11b)의 2개의 코일을 구비하여 각 코일(11a, 11b)을 각각의 통전회로에 의해 통전하도록 되어 있다.

흡착코일통전회로(37)는 대전류에 의해 흡착코일(11a)에 큰 자력을 발생시켜 밸브체를 끌어당기게 되며, 강제작동타이머회로(33)의 작동출력 및 펄스발진회로(34)의 하이레벨의 출력에 의해 0.3초간만 흡착코일(11a)을 통전시키게 된다.

유지코일통전회로(38)는 펄스발진회로(34)의 하이레벨 출력과 화염검지회로 (36)의 출력신호에 응답하여 유지코일(11b)을 통전시키게 된다.

또한, 여기서 전자밸브(11)의 밸브체를 구동하기 위한 전력을 적게하기 위해 흡착코일통전회로(37)에서는 강제작동타이머회로(33)의 출력 또는 펄스발진회로(34)의 하이레벨이 각각 0.7초간 계속되는 것에 대해 흡착코일(11a)에 대한 통전의 최초 0.3초간만 집중적으로 대전류를 흘러 전자밸브(11)의 밸브체를 구동시키는 반면, 남은 0.4초간은 유지코일(11b)로의 통전에 의해 전자밸브(11)의 개방상태를 0.7초간 유지시키게된다.

또한, 급수관(2)에는 도시되지 않은 유량조절밸브가 설치되어 유량을 조절함에 의해 급탕온도를 조절할수 있게 된다.

그러한 구성을 갖춘 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기(1)의 작동에 관한 타이밍차트가 제3도에 도시되어 있다.

다음에, 본 발명의 실시예에 따른 가스순간온수기의 작동을 제4도의 흐름도를 참조하여 설명한다.

사용자가 수전(3)을 개방하면(단계 S1에서 "예"), 수전(3)에 연동하여 스위치 (20)가 접속되기 때문에 트라이얼타이머회로(32)가 작동개시되고, 전자밸브(11)가 열리게 됨과 동시에 스파크전극(21)에서 스파크방전이 행해진다(단계 S2).

이때, 수전(3)에 연동하여 점화가스밸브(18)가 열리고 물의 유입에 동반하여 수거버너(4)에 의해 가스밸브(12)가 열리기 때문에, 연료가스는 점화버너(19) 및 상화파일럿버너(17)에 공급됨과 동시에 연료분사관(15)의 노즐(14)로 부터 버너(16)로 분출된다.

점화버너(19)에서 연료가스가 원활하게 착화되고, 또한 파일럿버너(17) 및 버너(16)에 불꽃이동되며, 착화가 검지된 경우에는(단계 S3에서 "예"), 전자밸브(11)가 계속하여 개방상태로 유지된다(단계 S4).

이후, 트라이얼타이머회로(32)가 작동하는 동안에는 스파크전극(21)에서 불꽃방전이 계속되고(단계 S5에서 "아니오"), 트라이얼타이머회로(32)의 작동이 종료되면 (단계 S5에서 "예") 스파크방전이 정지되며(단계 S6), 이후 연소제어를 수행하게 되고 (단계 S7), 열전대(22)에 의해 화염이 검지되는 동안 전자밸브(11)가 개방상태로 계속하여 유지된다.

또한, 연소중에 실화(失火)되면 전자밸브(11)가 닫히고 연료가스의 공급이 정지된다.

한편, 착화가 검지되지 않은 경우에는(단계 S3에서 "아니오"), 0.7초의 시간이 경과될 때 까지는(단계 S8에서 "아니오") 전자밸브(11)가 개방상태로 되고, 개방시간이 0.7초 경과해도 착화가 검지되지 않는 경우에는(단계 S8에서 "예") 전자밸브(11)가 일단 닫히게 된다(단계 S9).

전자밸브(11)의 닫힘상태는 0.5초의 시간이 경과될 때까지 계속되며(단계 S10 에서 "아니오"), 전자밸브(11)의 닫힘시간이 0.5초를 경과(단계 S10에서 "예")하는 한편 트라이얼타이머회로(32)가 정지되지 않으면(단계 S11에서 "아니오")전자밸브(11)가 다시열리고(단계 S12), 제어가 단계 S3으로 이행된다.

그에 대해, 트라이얼타이머회로(32)가 정지된 경우에는(단계 S11에서 "예"), 스파크가 정지되고(단계 S13), 착화에러로서 점화동작이 종료된다.

따라서, 사용자는 수전(3)을 다시 조작하여 일단 급수를 정지시키고, 그후 다시 급수하도록 조작하게 된다.

트라이얼타이머회로(32)의 작동시간은 3.6초간이기 때문에, 전자밸브(11)는 최고 3회 개방되며 1회의 급수조작에 의한 착화 기회는 3회로 된다.

따라서, 전자밸브(11)가 1회째에 개방된 상태에서 착화되지 않은 경우에도 그 후속의 2회째 또는 3회째에 착화할 가능성이 있기 때문에 사용자의 부담이 감소됨과 더불어 2회째 및 3회째에 전자밸브(11)가 개방되는 동안에 소정시간(0.5초)동안 전자밸브(11)가 닫혀지기 때문에 버너로 부터 유출된 연료가스는 그 사이에 확산되어 버리며, 그후 착화한 경우에도 착화압력을 작게 할 수 있기 때문에 안전하게 착화될 수 있다.

또한, 제3도의 1점쇄선으로 나타낸 바와 같이 착화가 검지되는 경우에는 유지코일은 계속하여 통전되며 전자밸브는 개방상태로 유지된다.

상기의 실시예에서는 펄스발진회로로서 하이레벨의 시간과 로우레벨의 시간이 각각 일정한 회로를 나타냈지만, 발진시 로우레벨의 시간이 점점 길어지도록 설계된 전용의 IC소자를 이용하면 더욱 안전하게 착회될 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 착화검지수단으로서 열전대를 이용했지만 프레임로드를 이용해도 좋다.

더욱이, 연소기기로는 상기한 가스순간온수기외에도 곤로라던지 난방기, 급탕기 , 목욕탕을 연소기등이 채용되어도 좋다.

Claims (1)

1. 버너(16)를 점화하기 위한 점화수단(21)과, 상기 버너(16)의 착화를 검지하는 착화검지수단(21) 및, 상기 버너(16)에 대한 연료공급로(10)중에 배치된 전자밸브(11)를 갖추고서, 상기 점화수단(21)의 작동에 관련하여 상기 전자밸브(11)를 일정시간 개방시킴과 더불어 상기 착화검지수단(21)에 의하여 상기 버너(16)의 착화가 검지될 때 상기 전자밸브(11)를 개방상태로 유지시키는 연소기기의 점화제어장치에 있어서, 점화신호를 생성하는 스위치(20)의 조작시 소정 시간동안 상기 점화수단(21)의 점화를 개시하는 트라이얼타이머회로(32)와, 상기 스위치(20)의 조작시 소정시간 상기 전자밸브(11)를 구동하는 강제작동타이머회로(33), 상기 트라이얼타이머회로(32)와 강제작동타이머회로(33)의 출력에 대응하는 펄스를 발진하여 흡착코일통전회로(37)와 유지코일통전회로(38)를 매개하여 상기 전자밸브(11)를 구동제어하는 펄스신호를 생성하는 펄스발진회로(34)를 갖추어, 상기 전자밸브(11)의 개방으로부터 상기 소정시간내에 상기 버너(16)의 착화가 검지되지 않는 경우 소정 시간의 주기로 상기 전자밸브(11)의 반복적인 개폐제어를 수회에 걸쳐 수행하되, 그 개폐회수의 증가에 따라 상기 펄스발진회로(34)의 소정 시간의 주기가 점차 길어지도록 한 제어장치(30)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 연소기기의 점화제어장치.

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