(57)【要約】本発明は、家庭用もしくは産業用ボイラーまたはヒーターなどに広く用いられるオイルバーナーの最適空燃比を空気圧センサーを使用して精密に制御するシステムおよびその制御方法に関する。  本発明のシステムは、電源供給部と、該電源供給部から駆動電圧を受けてオイルバーナーの燃焼に必要な空気を供給するファンと、該ファンを駆動させる制御器として作動するファン駆動部と、前記ファンから供給される空気の給気流路側に設置されて供給空気量を検出する空気圧センサーと、該空気圧センサーにより検出された信号と既設定された適正空気量に関するデータを比較して前記ファンの最適回転数を前記ファン駆動部に出力する制御部とを含む。  前記システムの制御方法は、ファンにより供給される供給空気量を空気圧センサーの使用により検出する供給空気量検出工程と、該供給空気量についての信号と既設定された最適空気量データを比較して前記ファンの最適回転数を制御器を使用して演算する回転数演算工程と、前記制御器により演算された回転数をファン駆動部に出力する回転数出力工程と、ファン駆動部に入力された演算された回転数によりファンを回転させる工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給部と、
該電源供給部から駆動電圧を受けてオイルバーナーの燃焼に必要な空気を供給するファンと、
該ファンを駆動させる制御器として作動するファン駆動部と、
該ファンから供給される空気の給気流路側に設置されて供給空気量を検出する空気圧センサーと、
該空気圧センサーにより検出された信号と既設定された最適空気量に関するデータを比較して、前記ファンの最適回転数を前記ファン駆動部に出力する制御部と、を含むことを特徴とする空気圧センサーを利用したオイルバーナーの最適空燃比制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記ファンの回転数を比例的に変化させて最適空燃比を維持させるPIDコントローラを含むことを特徴とする、請求項1記載の制御システム。
【請求項３】
前記オイルバーナーは、家庭用ボイラー、産業用ボイラー、またはヒーターに選択適用されることを特徴とする、請求項1または2記載の制御システム。
【請求項４】
ファンにより供給される供給空気量を空気圧センサーを使用することにより検出する供給空気量検出工程と、
前記空気量についての信号と既設定された適正空気量に関するデータを比較して、前記ファンの最適回転数を制御器で演算する工程と、
前記制御器により演算された回転数をファン駆動部に出力する工程と、
前記ファン駆動部に入力された演算された回転数によりファンを回転させる工程と、
を含むことを特徴とする空気圧センサーを利用したオイルバーナーの最適空燃比制御方法。
【請求項５】
前記供給空気量検出工程から前記ファン駆動工程までが閉ループで成っているため、外乱が存在してもオイルバーナーに最適空気量が供給されることを特徴とする、請求項4記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオイルバーナーの空燃比制御システムおよびその制御方法に関し、より詳細には通常の家庭用または産業用ボイラーおよびヒーターなどに広く用いられているオイルバーナー(Oil  Burner)の適正空燃比(Air  Fuel  Ratio)を空気圧センサーを利用して精密に制御する空気圧センサーを利用したオイルバーナーの適正空燃比制御システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、部屋やホールの暖房を目的として用いられるボイラーは、供給を受ける燃料によって油ボイラーおよびガスボイラー、そして電気ボイラーとして必要な暖房面積や設置用途に合うように多様に開発されて使用されている。このようなボイラーのうち、特に油ボイラーとその燃料として油を用いるヒーターにはオイルバーナーが備えられている。
【０００３】
前記オイルバーナーは、特に空燃比を精密制御するのが非常に重要なことであり、最近ではその空燃比制御が最も重要な問題に台頭している実情である。
【０００４】
以下、図1を参照して従来のオイルバーナーについて詳細に説明する。
【０００５】
先ず、オイルバーナー2は、これに空気を供給する送風機4と、オイルタンクからオイルを吸入してバーナー2にオイルを供給するオイルポンプ6と、オイルが燃焼可能となるように液滴状態に噴霧するノズル(図示せず)と、空気とオイルが混合されて燃焼することを可能にするフレームホルダー(Flame  Holder)(図示せず)と、オイルと空気を混合する混合器に放電点火する点火トランス8およびスパークプラグ10、そして火炎を感知する火炎感知器12を備える。
【０００６】
このような構成を有するオイルバーナーは、同一出力(または燃料消費量)のバーナーであっても熱交換媒体(ボイラーの場合には熱交換器、チューブヒーターの場合には空気チューブ（Air  Tube)の種類や大きさによって空気の負荷抵抗が異なるため、燃焼工程に必要な最適空気量を供給するため給気口に空気調節器であるダンパー14が設置される必要がある。このようなダンパー14は、製造または設置時に調節するのが一般的であり、その調節は手動でなされるため空燃比を制御するのが事実上困難である。
【０００７】
図1と図2を参照して従来のオイルバーナーの空気の量を調節する方法を説明すると次の通りである。
【０００８】
図2に図示されている通り、バーナーの燃焼に必要な最適空気量をQ1とし、このときに熱交換器の負荷がL1となるとすると、送風機4の給気口16に設置されたダンパー14を適切に調節してQ1の空気量が供給されるようにする。同一バーナーを他の熱交換器に適用する場合、このときの負荷をL2とする。この際、若しダンパー14を調節しないと空気量はQ2になって最適空気量より多い空気が供給されて燃焼状態の異常が発生するようになる。従って、この場合には前記ダンパー14を調節してQ1の空気量が供給されるようにしなければならないが、このような従来のオイルバーナーには次のような問題がある。
【０００９】
第1、 オイルバーナーの設置後、油バーナーのオンオフ(on／off)時に発生するすす(Soot：炭粉、煤煙、油煙)により熱交換器の内部流路抵抗が変わり得る問題がある。
【００１０】
第2、 生産時にダンパーを調節した場合、排気煙道の長さによって送風機の抵抗が変わり得る問題がある。
【００１１】
第3、 同一排気煙道が採用されていても風の影響によって頻繁に送風機の抵抗が変わり得る問題がある。
【００１２】
結局、このような問題点に因りオイルバーナーの燃焼に必要な最適空気量を離脱する場合が頻繁に発生することにより、オイルバーナーの燃焼が不安定的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は前記の如き事情を勘案して発明したもので、空気圧センサー(APS：Air  Pressure  Sensor)を利用して空気量を検出した後、これを適正空気量に関するデータと比較してファンの回転数を制御することができるようになっている、空気圧センサーを利用したオイルバーナーの適正空燃比制御システムおよびその制御方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するための本発明は、電源供給部と、該電源供給部から駆動電圧を受けてオイルバーナーの燃焼に必要な空気を供給するファンと、該ファンを駆動させる制御器として作動するファン駆動部と、該ファンから供給される空気の給気流路側に設置されて供給空気量を検出する空気圧センサーと、該空気圧センサーにより検出された信号と既設定された最適空気量に関するデータを比較して、前記ファンの最適回転数を前記ファン駆動部に出力する制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記制御部は、前記ファンの回転数を比例的に変化させて最適空燃比を維持させるPIDコントローラを含むことを特徴とする。
【００１６】
尚、前記オイルバーナーは、家庭用ボイラー、産業用ボイラー、またはヒーターに選択適用されることを特徴とする。
【００１７】
一方、本発明の空燃比制御方法は、ファンにより供給される供給空気量を空気圧センサーを使用することにより検出する供給空気量検出工程と、前記空気量についての信号と既設定された適正空気量に関するデータを比較して、前記ファンの最適回転数を制御器で演算する工程と、前記制御器により演算された回転数をファン駆動部に出力する工程と、前記ファン駆動部に入力された演算された回転数によりファンを回転させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
尚、前記供給空気量検出工程から前記ファン駆動工程までが閉ループで成っているため、外乱が存在してもオイルバーナーに最適空気量が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から分かる通り、本発明による制御システムは、設置後または使用中の外乱の影響にも拘わらず空気圧センサーの検出信号に基づいてファンを比例的に回転させることによりバーナーに適切な空気量を適切に供給し得る効果がある。
【００２０】
従って、オイルバーナーの空燃比を安定的に制御し得る長点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
図3は、本発明による空気圧センサーにより適正空燃比を制御するシステムの構成を説明するためのブロック図であり、図4は、本発明によるオイルバーナーの空燃比制御方法を説明し、図5は、本発明による、オイルバーナーに設置されたファンの回転数を変化させて空気量を調節する方法を説明するための図面である。
【００２３】
図3を参照すると、本発明によるシステムは、電力を受けてこれを所定の駆動電圧に変換してシステムに印加する電源供給部100と、該電源供給部100から基本駆動電力を受けてオイルバーナーの燃焼に必要な空気を供給する送風機として作動するファン150と、該ファン150を駆動させるための制御器として作動するファン駆動部140と、該ファン150の給気口に設置されて供給空気量を検出する空気圧センサー120と、前記電源供給部100により駆動電力を受け、前記空気圧センサー120からの電気信号を受けて、これを最適空気量に関するデータ(data)と比較し、ファン150の最適回転数を演算して前記ファン駆動部140にその電気信号を出力する制御部110と、該制御部110の全ての制御演算についての情報を記憶するメモリ130とを含む。
【００２４】
前記制御部1１0は、前記ファン150の回転数を比例的に変化させることにより、常に最適な空気量を維持させることが可能であり、比例制御が可能なPIDコントローラを含む。
【００２５】
前記ファン駆動部140は、前記制御部110の出力信号(ファン150の回転数)を受けてファン150を直接駆動させるファン回転数制御器の役割をする。
【００２６】
前記空気圧センサー120は一つの製品に限定されなく、空気量を検出し得るセンサーのうちから選択すればよい。
【００２７】
図4によれば、本発明の制御方法は閉ループにより達成されるのが分かる。
【００２８】
先ず、空気圧センサー120は、連続的に供給される空気量(風量)を検出して対応する電気信号をPIDコントローラを含む制御部110に印加する。
【００２９】
すると、前記制御部110では、空気圧センサー120の電気信号を受けて予め設定されている最適空気量に関するデータと比較し、ファン150の最適回転数を演算してファン駆動部140に出力すると、前記ファン駆動部140によりファン150を駆動させる。
【００３０】
このような一連の制御過程は閉ループ(closed  loop)の特性上繰り返してなされ、これに因り安定的な比例制御が可能になる。
【００３１】
従って、このような比例制御システムは、設置後または使用中に被るかもしれない外乱の影響にも拘わらず、必要な適正空気量を供給するので安定的な燃焼の維持を可能とする。
【００３２】
図5を参照すると、熱交換器の種類、負荷、排気煙道、風の影響の変化を起因としてファンの負荷曲線が変更されてオイルバーナーへの供給空気量が変化すると、この変化を空気圧センサーが感知し、オイルバーナーのコントローラーである制御部では空気圧センサーの検出信号に基づいてファンの回転数を変化させることにより、常に最適な空気量を維持し得る。
【００３３】
以上の通り、本発明の最も実用的で好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は開示の実施の形態や図面に限定されず、これとは反対に、添付の特許請求の範囲の精神と範囲内で、多様な実施形態や改変を含むことが意図されるものと理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
前記の通り、本発明によれば、家庭用もしくは産業用ボイラーまたはヒーターに広く用いられているオイルバーナーに供給される空気量によって燃料の量を制御することにより最適な空燃比を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のオイルバーナーの構造を図示した図面。
【図２】従来のオイルバーナーに適用されたもので、ダンパーを利用して空気量を調節する方法を説明するためのグラフ。
【図３】本発明による、空気圧センサーにより適正空燃比を制御するシステムの構成を説明するブロック図。
【図４】本発明による、オイルバーナーの最適空燃比の制御方法を説明するためのブロック図。
【図５】本発明による、オイルバーナーに設置されたファンの回転数を変化させて空気量を調節する方法を説明するための図面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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