KR102812866B1

KR102812866B1 - Apparatus and Method for detecting ignition delay of combustor

Info

Publication number: KR102812866B1
Application number: KR1020220178083A
Authority: KR
Inventors: 강새별; 최재준; 이현희
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2025-05-29
Anticipated expiration: 2042-12-19
Also published as: KR20240095933A

Abstract

본 발명은 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고체연료 보일러에서 재 쌓임을 감지하기 위한 장치로서, 내부에 고체연료가 공급되어 연소가 진행되는 연소챔버; 점화를 위해 산화제를 공급하는 산화제공급단; 상기 산화제공급단 일측에 구비되어 상기 산화제를 가열하여 고온 산화제를 상기 연소챔버에 공급하여 점화를 개시하는 점화기; 상기 점화기의 온도를 측정하는 온도센서; 및 점화단계에서 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 연소챔버 내에 재쌓임여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 점화지연 감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ignition delay detection device and detection method for a combustor. More specifically, the present invention relates to an ignition delay detection device for a combustor, comprising: a combustion chamber into which solid fuel is supplied and combustion is performed; an oxidizer supply unit which supplies an oxidizer for ignition; an igniter which is provided on one side of the oxidizer supply unit and heats the oxidizer and supplies the high-temperature oxidizer to the combustion chamber to initiate ignition; a temperature sensor which measures the temperature of the igniter; and a determination unit which determines whether ash is accumulated in the combustion chamber based on the temperature value measured by the temperature sensor in an ignition step.

Description

{Apparatus and Method for detecting ignition delay of combustor}

본 발명은 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 목재펠릿 보일러의 점화지연을 감지할 수 있는 장치 및 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a device and method for detecting ignition delay of a combustor. More specifically, it relates to a device and method capable of detecting ignition delay of a wood pellet boiler.

석유 고갈로 인한 에너지 위기와 탄소 배출로 인한 지구 온난화 등으로 친환경 에너지에 대한 관심이 날로 증가한다. 펠릿(pellet)은 식물, 나무 또는 폐목을 분쇄 건조 압축 가공하여 톱밥과 같은 작은 규격의 입자형태로 성형한 제품으로서, 지구온난화를 유발하는 이산화탄소나 산성비의 주범인 황산화물을 발생시키지 않는 환경친화적 연료로 주목받고 있다.Due to the energy crisis caused by oil depletion and global warming caused by carbon emissions, interest in eco-friendly energy is increasing day by day. Pellets are products made by crushing, drying, and compressing plants, trees, or waste wood into small particles like sawdust, and are attracting attention as an eco-friendly fuel that does not produce carbon dioxide, which causes global warming, or sulfur oxides, which are the main culprits of acid rain.

이러한 펠릿을 이용하는 펠릿 스토브는 석유나 가스를 이용하는 난방장치에 비하여 연료비가 절감되기 때문에, 정부도 농촌 주거용 펠릿 보일러에 대하여 보조금 등을 이용하여 적극 지원하고 있는 상황이다.Since pellet stoves using these pellets save on fuel costs compared to heating devices using oil or gas, the government is actively supporting pellet boilers for rural residential use through subsidies, etc.

대한민국 등록특허공보 제10-1651187호(등록일자 2016년08월19일)는 일측에 배기공을 구비하는 본체와; 상기 본체의 내측에 위치하여 내부로 유입하는 열기를 순환시킨 후 상기 배기공을 통해서 외부로 배출하기 위한 열기 순환부재와; 상기 본체의 타측에 장착하여 내부에 공급하는 공기 유입량을 조절하여 펠릿(A)의 연소상태를 조절하기 위한 연소 조절부재와; 상기 연소 조절부재의 상부에 설치하여 펠릿(A)을 공급하기 위한 펠릿 공급부재를 포함하는 펠릿 스토브를 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-1651187 (registration date: August 19, 2016) discloses a pellet stove including: a main body having an exhaust hole on one side; a heat circulation member located on the inside of the main body for circulating heat flowing into the inside and then discharging it to the outside through the exhaust hole; a combustion control member mounted on the other side of the main body for controlling the amount of air supplied to the inside to control the combustion state of pellets (A); and a pellet supply member installed on the upper portion of the combustion control member for supplying pellets (A).

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1301679호(등록일자 2013년08월23일)는 연소부 및 보온부를 포함하는 펠릿 및 장작 겸용 스토브에 있어서, 연소부는 펠릿이나 장작을 연소하여 난방 기능을 수행하고, 연소부 및 보온부는 화염전달부를 통해 상호 접속되며, 보온부는 화염전달부를 통해 전달된 난방열을 보온하는 것을 특징으로 하는 펠릿 및 장작 겸용 스토브를 개시하고 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-1301679 (registration date: August 23, 2013) discloses a pellet and firewood combination stove including a combustion section and a heat preservation section, wherein the combustion section performs a heating function by burning pellets or firewood, the combustion section and the heat preservation section are connected to each other through a flame transfer section, and the heat preservation section keeps the heating heat transferred through the flame transfer section warm.

이러한 고체연료인 목재펠릿을 연소하기 위해서는, 1) 연료인 목재펠릿을 연소실(연소 도가니 등)에 공급 2) 히팅코일 등을 이용해 400℃ 이상의 고온 공기를 연료에 공급 3) 일정시간 (2~5분)정도 후에 고온공기로 인해 점화가 되고 4) 연료를 일정하게 공급하며 정상 연소를 시작한다.In order to burn solid fuel such as wood pellets, 1) supply the wood pellets as fuel to a combustion chamber (combustion crucible, etc.), 2) supply high-temperature air of 400℃ or higher to the fuel using a heating coil, etc., 3) After a certain period of time (2 to 5 minutes), ignition occurs due to the high-temperature air, and 4) supply the fuel at a constant rate to begin normal combustion.

도 1은 목재 펠릿 보일러 사진, 도 2는 목재 펠릿 보일러에 공기를 공급하면서 가열히터에 의해 점화를 시작하는 상태를 나타낸 모식도를 도시한 것이다. Figure 1 is a photograph of a wood pellet boiler, and Figure 2 is a schematic diagram showing a state in which ignition is initiated by a heating heater while supplying air to the wood pellet boiler.

이러한 방식으로 펠릿 스토브, 목재 펠릿 보일러 등을 연소시키는데 문제는 연소가 계속 되면서 연소실에 재가 계속 쌓이게 된다. 국내 목재 펠릿 스토브의 경우 5 ~10일정도 지나면 연소실에 쌓여 있는 재로 인해 점화가 되지 않는다. The problem with burning pellet stoves, wood pellet boilers, etc. in this way is that as combustion continues, ash continues to accumulate in the combustion chamber. In the case of domestic wood pellet stoves, ignition does not occur after about 5 to 10 days due to the ash accumulated in the combustion chamber.

도 3a는 재가 쌓이지 않은 상태에서 연소공기를 공급하는 상태의 모식도를 도시한 것이고, 도 3b는 재가 쌓인 상태에서의 연소공기를 공급하는 상태의 모식도를 도시한 것이다. 도 4는 재가 없을 때와, 재가 쌓였을 때, 점화시 온도와, 점화개시시간 그래프를 도시한 것이다. Figure 3a is a schematic diagram showing a state of supplying combustion air when ash is not accumulated, and Figure 3b is a schematic diagram showing a state of supplying combustion air when ash is accumulated. Figure 4 shows a graph of the ignition temperature and ignition initiation time when there is no ash and when ash is accumulated.

도 3a, 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 펠릿 스토브 등은 연료의 초기 점화를 위해 전기히터를 사용하며, 스토브 사용에 있어서 이전 연소된 연료가 남아 있을 경우 점화를 방해하는 요소가 된다. 점화 실패시 해당 부위의 열 에너지가 화격자가 아닌 다른 쪽으로 전달 됨으로써 화재의 위험이 생길 수 있다. 현재 펠릿 스토브 등에서는 점화기의 온도를 측정하지 않고 있다. 온도를 측정하여 일정 온도 이상 올라가면 연소 시스템을 중지시키게 만들면 화재의 위험이 줄일 수 있다. As shown in Fig. 3a, Fig. 3b and Fig. 4, pellet stoves and the like use an electric heater for the initial ignition of fuel, and if there is any fuel remaining from previous combustion during use of the stove, this becomes a factor that hinders ignition. If ignition fails, the heat energy of the relevant part is transferred to a side other than the grate, which may cause a fire hazard. Currently, pellet stoves and the like do not measure the temperature of the igniter. If the temperature is measured and the combustion system is stopped when it rises above a certain temperature, the risk of fire can be reduced.

대한민국 등록특허 10-1919359Republic of Korea registered patent 10-1919359 대한민국 공개특허 1999-0053119Republic of Korea Publication Patent No. 1999-0053119 대한민국 공개특허 1996-0004958Republic of Korea Publication Patent No. 1996-0004958 대한민국 공개특허 10-2013-008908Republic of Korea Publication Patent No. 10-2013-008908

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 점화과정에서 연소실 내에 재가 쌓여있는 지를 판단, 감지할 수 있는, 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and according to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide an ignition delay detection device and detection method of a combustor, which can determine and detect whether ash is accumulated in a combustion chamber during an ignition process.

본 발명의 실시예에 따르면, 정상적인 점화여부만을 판단하는 것이 아닌 점화상태(a.점화되었을 때의 점화기의 표면온도, b. 점화시작 후 특정시간 후의 점화기의 표면온도, c. 연소공기 가열을 위한 히터 가동 종료시의 점화기의 표면온도, d. 점화 시작 시간)를 기반으로 연소실 내의 재 쌓임여부를 감지, 판단할 수 있는, 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide an ignition delay detection device and detection method of a combustor, which can detect and determine whether ash is accumulated in a combustion chamber based on an ignition state (a. surface temperature of the igniter when ignited, b. surface temperature of the igniter after a specific time after the start of ignition, c. surface temperature of the igniter when the operation of the heater for heating combustion air is terminated, d. ignition start time) rather than simply determining whether ignition is normal.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

본 발명의 제1목적은 고체연료 보일러에서 재 쌓임을 감지하기 위한 장치로서, 내부에 고체연료가 공급되어 연소가 진행되는 연소챔버; 점화를 위해 산화제를 공급하는 산화제공급단; 상기 산화제공급단 일측에 구비되어 상기 산화제를 가열하여 고온 산화제를 상기 연소챔버에 공급하여 점화를 개시하는 점화기; 상기 점화기의 온도를 측정하는 온도센서; 및 점화단계에서 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 연소챔버 내에 재쌓임여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 점화지연 감지장치로서 달성될 수 있다. The first object of the present invention is to provide a device for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler, the device comprising: a combustion chamber into which solid fuel is supplied and combustion is performed; an oxidizer supply unit for supplying an oxidizer for ignition; an igniter provided on one side of the oxidizer supply unit for heating the oxidizer and supplying a high-temperature oxidizer to the combustion chamber to initiate ignition; a temperature sensor for measuring the temperature of the igniter; and a determination unit for determining whether ash accumulation occurs in the combustion chamber based on a temperature value measured by the temperature sensor in an ignition step.

그리고 점화여부를 감지하는 점화감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized by further including an ignition detection sensor that detects whether ignition is performed.

또한 상기 판단부는 점화가 되었을 때의 상기 온도값이 설정된 제1특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the judgment unit may be characterized by determining that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value at the time of ignition exceeds the set first specific temperature.

그리고 상기 판단부는 상기 점화기 가동 후 일정시간 후의 상기 온도값이 설정된 제2특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the judgment unit may be characterized by determining that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value after a certain period of time after the operation of the igniter exceeds the set second specific temperature.

또한 상기 판단부는 점화완료 후 점화기 가동을 종료하였을 때의 상기 온도값이 설정된 제3특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the judgment unit may be characterized in that it determines that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value at the time the igniter operation is terminated after ignition completion exceeds the set third specific temperature.

그리고 상기 판단부는 점화기 가동후 설정된 특정시간까지 점화가 완료되지 않는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the judgment unit may be characterized by determining that ash is accumulated in the combustion chamber if ignition is not completed within a set specific time after the igniter is operated.

본 발명의 제2목적은 고체연료 보일러에서 재 쌓임을 감지하기 위한 방법으로서, 연소챔버 내부에 고체연료를 공급하는 제1단계; 점화기 가동으로 산화제가 가열되어, 가열된 산화제를 산화제 공급단을 통해 상기 연소챔버로 공급하는 제2단계; 온도센서가 상기 점화기의 온도를 실시간으로 측정하는 제3단계; 및 판단부가 점화단계에서 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 연소챔버 내의 재쌓임여부를 판단하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 점화지연 감지방법으로서 달성될 수 있다. The second object of the present invention is to provide a method for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler, the method comprising: a first step of supplying solid fuel into a combustion chamber; a second step of heating an oxidizer by operating an igniter and supplying the heated oxidizer into the combustion chamber through an oxidizer supply terminal; a third step of measuring the temperature of the igniter in real time by a temperature sensor; and a fourth step of determining whether ash accumulation occurs in the combustion chamber based on a temperature value measured by the temperature sensor in the ignition step.

그리고 점화감지센서가 점화여부를 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제4단계에서, 상기 판단부는 점화가 되었을 때의 상기 온도값이 설정된 제1특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하거나, 또는 상기 판단부는 상기 점화기 가동 후 일정시간 후의 상기 온도값이 설정된 제2특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the method may further include a step of the ignition detection sensor detecting whether ignition has occurred; and in the fourth step, the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if the temperature value when ignition has occurred exceeds a set first specific temperature, or the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if the temperature value after a certain period of time after the igniter has been operated exceeds a set second specific temperature.

또한 점화감지센서가 점화여부를 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제4단계에서, 상기 판단부는 점화완료 후 점화기 가동을 종료하였을 때의 상기 온도값이 설정된 제3특정온도를 초과하는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하거나 또는 상기 판단부는 점화기 가동후 설정된 특정시간까지 점화가 완료되지 않는 경우 상기 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the method may further include a step of an ignition detection sensor detecting whether ignition has occurred; and in the fourth step, the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if the temperature value when the igniter operation is terminated after ignition completion exceeds a set third specific temperature, or the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if ignition is not completed by a set specific time after the igniter operation.

본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 감지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 보일러로서 달성될 수 있다. The third object of the present invention can be achieved by a solid fuel boiler characterized by including a detection device according to the first object mentioned above.

그리고 상기 고체연료는 펠릿연료인 것을 특징으로 할 수 있다. And the above solid fuel can be characterized as being pellet fuel.

본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법에 따르면, 점화과정에서 연소실 내에 재가 쌓여있는 지를 판단, 감지할 수 있는 효과를 갖는다. According to the ignition delay detection device and detection method of a combustor according to an embodiment of the present invention, it is possible to determine and detect whether ash is accumulated in a combustion chamber during the ignition process.

본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치 및 감지방법에 따르면, 정상적인 점화여부만을 판단하는 것이 아닌 점화상태(a.점화되었을 때의 점화기의 표면온도, b. 점화시작 후 특정시간 후의 점화기의 표면온도, c. 연소공기 가열을 위한 히터 가동 종료시의 점화기의 표면온도, d. 점화 시작 시간)를 기반으로 연소실 내의 재 쌓임여부를 감지, 판단할 수 있는 효과를 갖는다. According to the ignition delay detection device and detection method of a combustor according to an embodiment of the present invention, it is possible to detect and determine whether ash is accumulated in a combustion chamber based on the ignition state (a. surface temperature of the igniter when ignited, b. surface temperature of the igniter after a specific time after the start of ignition, c. surface temperature of the igniter when the operation of the heater for heating combustion air is terminated, d. ignition start time) rather than simply determining whether ignition is normal.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects obtainable from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 목재 펠릿 보일러 사진,
도 2는 목재 펠릿 보일러에 공기를 공급하면서 가열히터에 의해 점화를 시작하는 상태를 나타낸 모식도,
도 3a는 재가 쌓이지 않은 상태에서 연소공기를 공급하는 상태의 모식도,
도 3b는 재가 쌓인 상태에서의 연소공기를 공급하는 상태의 모식도,
도 4는 재가 없을 때와, 재가 쌓였을 때, 점화시 온도와, 점화개시시간 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치의 구성도,
도 6은 본 발명의 제1실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프,
도 7은 본 발명의 제2실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프,
도 8은 본 발명의 제3실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프,
도 9는 본 발명의 제4실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프, The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and, together with the detailed description of the invention, serve to further understand the technical idea of the present invention; therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
Figure 1 is a photo of a wood pellet boiler.
Figure 2 is a schematic diagram showing a state in which ignition is initiated by a heating heater while supplying air to a wood pellet boiler.
Figure 3a is a schematic diagram of a state in which combustion air is supplied without ash accumulation.
Figure 3b is a schematic diagram of the state of supplying combustion air in a state where ash is accumulated.
Figure 4 is a graph of the ignition temperature and ignition start time when there is no ash and when ash is accumulated.
Figure 5 is a configuration diagram of an ignition delay detection device of a combustor according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a time and temperature graph according to the first embodiment of the present invention's re-accumulation detection method.
Figure 7 is a time and temperature graph according to the second embodiment of the present invention's re-accumulation detection method.
Figure 8 is a time and temperature graph according to the third embodiment of the present invention's re-accumulation detection method.
Figure 9 is a time and temperature graph according to the re-accumulation detection method of the fourth embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents can be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when it is mentioned that a component is on another component, it means that it can be formed directly on the other component, or a third component can be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for the effective explanation of the technical contents.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.The embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal examples of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for effective explanation of the technical contents. Accordingly, the shapes of the examples may be modified due to manufacturing techniques and/or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific shapes shown, but also include changes in shapes produced according to the manufacturing process. For example, the regions shown at right angles may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used to describe various components in various embodiments of the present invention, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments only and is not intended to limit the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise. The words "comprises" and/or "comprising" as used herein do not exclude the presence or addition of one or more other elements mentioned.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been written to explain the invention more specifically and to help understanding. However, readers who have knowledge of this field enough to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known but not greatly related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치의 구성, 기능 및 감지방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration, function, and detection method of the ignition delay detection device of a combustor according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치의 구성도를 도시한 것이다 본 발명의 실시예에 따른 연소기의 점화지연 감지장치(100)는 고체 연료 예를 들어, 목재펠릿 보일러(1)에서 재 쌓임을 감지하기 위한 장치로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 고체연료가 공급되어 연소가 진행되는 연소챔버(10)와, 점화를 위해 산화제(예를 들어 공기)를 공급하는 산화제공급단(11)과, 이러한 산화제공급단(11) 일측에 구비되어 산화제를 가열하여 고온 산화제를 연소챔버(10)에 공급하여 점화를 개시하는 점화기(20)와, 점화기(20)의 표면온도를 측정하는 온도센서(30)와, 점화단계에서 온도센서(30)에서 측정된 온도값을 기반으로 연소챔버(10) 내의 재쌓임여부를 판단하는 판단부(40) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. First, FIG. 5 is a block diagram of an ignition delay detection device of a combustor according to an embodiment of the present invention. An ignition delay detection device (100) of a combustor according to an embodiment of the present invention is a device for detecting ash accumulation in a solid fuel, for example, a wood pellet boiler (1). As shown in FIG. 5, it can be seen that the device includes a combustion chamber (10) in which solid fuel is supplied therein and combustion proceeds, an oxidizer supply unit (11) for supplying an oxidizer (for example, air) for ignition, an igniter (20) provided on one side of the oxidizer supply unit (11) for heating the oxidizer and supplying the high-temperature oxidizer to the combustion chamber (10) to initiate ignition, a temperature sensor (30) for measuring the surface temperature of the igniter (20), and a determination unit (40) for determining whether ash accumulation occurs in the combustion chamber (10) based on the temperature value measured by the temperature sensor (30) in the ignition step.

점화기(20)는 가열히터로 구성될 수 있으며, 또한, 제어부(21)는 점화기(20)의 가동을 제어한다. 화염감지센서 등으로 구성될 수 있는 점화감지센서(3)는 연소챔버(10) 내의 점화여부를 감지하도록 구성된다. 또한 시간측정부(4)는 점화기(20)의 가동 시작시각부터 가동종료시각까지의 시간을 측정한다. 따라서 시간에 따른 점화기(20)의 실시간 온도 그래프를 디스플레이할 수 있게 된다.The igniter (20) may be configured as a heating heater, and further, the control unit (21) controls the operation of the igniter (20). The ignition detection sensor (3), which may be configured as a flame detection sensor, is configured to detect whether ignition has occurred in the combustion chamber (10). In addition, the time measurement unit (4) measures the time from the start time of the operation of the igniter (20) to the end time of the operation. Accordingly, a real-time temperature graph of the igniter (20) according to time can be displayed.

또한 알림수단을 포함하여 판단부(40)가 재가 쌓였다고 판단되면 재청소를 위한 알림데이터를 송출할 수 있도록 구성될 수 있다. In addition, the judgment unit (40), including the notification means, may be configured to transmit notification data for re-cleaning when it is determined that ash has accumulated.

도 6은 본 발명의 제1실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예에 따르면, 판단부는 점화가 되었을 때의 온도값이 설정된 제1특정온도를 초과하는 경우 연소챔버 내에 재가 쌓여있다고 판단한다. Figure 6 illustrates a time-temperature graph according to the ash accumulation detection method of the first embodiment of the present invention. According to the first embodiment of the present invention, the judgment unit determines that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value at the time of ignition exceeds the set first specific temperature.

즉, 본 발명의 제1실시예에서는 펠릿 난방기 또는 보일러(1)에는 화염감지센서 등이 설치되어 점화가 되었을 때를 알 수 있고, 점화가 되었을 때 점화기(20) 표면 온도 측정한다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 재(5)가 많이 쌓이게 되면 재(5)가 없을 없을 때보다 점화기(가열히터, 20) 표면 온도가 높아진다. 점화 감지시 점화기 표면 온도가 제1특정온도(예를 들어 300℃) 보다 높아지면 판단부(40)는 연소챔버(10) 내에 재가 쌓였다고 판단하고, 알림수단이 재청소 알람을 보내주게 된다. That is, in the first embodiment of the present invention, a flame detection sensor, etc. is installed in the pellet heater or boiler (1) to detect when ignition has occurred, and when ignition has occurred, the surface temperature of the igniter (20) is measured. And as shown in Fig. 6, when a lot of ash (5) is accumulated, the surface temperature of the igniter (heater, 20) becomes higher than when there is no ash (5). When the surface temperature of the igniter becomes higher than the first specific temperature (for example, 300°C) when ignition is detected, the determination unit (40) determines that ash has accumulated in the combustion chamber (10), and the notification means sends an ash cleaning alarm.

도 7은 본 발명의 제2실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제2실시예에 따르면, 판단부(40)는 점화기(20) 가동 시작 후 일정시간 후의 온도값이 설정된 제2특정온도를 초과하는 경우 연소챔버(10) 내에 재(5)가 쌓여있다고 판단하게 된다. Figure 7 illustrates a time-temperature graph according to a method for detecting ash accumulation according to a second embodiment of the present invention. According to the second embodiment of the present invention, the determination unit (40) determines that ash (5) is accumulated in the combustion chamber (10) when the temperature value after a certain period of time after the start of operation of the igniter (20) exceeds a set second specific temperature.

즉, 본 발명의 제2실시예에서는 점화기(20) 가동 후 일정시간(예를 들어, 1분)이 지났을 때 점화기(20) 표면 온도 측정하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 재(5)가 많이 쌓이게 되면 재(5)가 없을 없을 때보다 점화기(히터, 20) 표면 온도가 높아진다. 판단부(40)는 일정 시간(1분) 위치에서 점화기(20) 표면 온도가 제2특정온도(예를 들어 300℃) 보다 높아지면 연소챔버(10) 내에 재가 쌓였다고 판단하고, 알림수단은 재청소 알람을 보내준다. That is, in the second embodiment of the present invention, when a certain period of time (for example, 1 minute) has passed since the igniter (20) was operated, the surface temperature of the igniter (20) is measured, and as shown in FIG. 7, when a lot of ash (5) is accumulated, the surface temperature of the igniter (heater, 20) becomes higher than when there is no ash (5). The determination unit (40) determines that ash has accumulated in the combustion chamber (10) when the surface temperature of the igniter (20) becomes higher than the second specific temperature (for example, 300°C) at a certain period of time (1 minute), and the notification means sends an ash cleaning alarm.

도 8은 본 발명의 제3실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제3실시예에서 판단부(40)는 점화완료 후 점화기(20) 가동을 종료하였을 때의 온도값이 설정된 제3특정온도를 초과하는 경우 연소챔버(10) 내에 재가 쌓여있다고 판단하게 된다. Figure 8 illustrates a time-temperature graph according to a method for detecting ash accumulation in accordance with a third embodiment of the present invention. In the third embodiment of the present invention, the judgment unit (40) determines that ash is accumulated in the combustion chamber (10) when the temperature value at the time of terminating the operation of the igniter (20) after completion of ignition exceeds a set third specific temperature.

즉, 점화기(히터, 20)가동이 종료되었을 때 점화기(20) 표면 온도를 측정하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 재(5)가 많이 쌓이게 되면 재(5)가 없을 없을 때보다 점화기(20) 표면 온도가 높아지게 된다. 따라서 판단부(40)는 점화기(20) 종료시 점화기(20) 표면 온도가 제3특정온도(temp2, 예를 들어 300℃) 보다 높아지면 연소챔버(10) 내에 재가 쌓였다고 판단하고, 알림수단은 재청소 알람을 보내주게 된다. That is, when the igniter (heater, 20) operation is terminated, the surface temperature of the igniter (20) is measured, and as shown in Fig. 8, when a lot of ash (5) is accumulated, the surface temperature of the igniter (20) becomes higher than when there is no ash (5). Accordingly, when the surface temperature of the igniter (20) becomes higher than the third specific temperature (temp2, for example, 300°C) when the igniter (20) is terminated, the judgment unit (40) determines that ash has accumulated in the combustion chamber (10), and the notification means sends an ash cleaning alarm.

도 9는 본 발명의 제4실시예의 재 쌓임 감지 방법에 따른 시간, 온도 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제4실시예에서 판단부(40)는 점화기(20) 가동후 설정된 특정시간까지 점화가 완료되지 않는 경우 연소챔버(10) 내에 재가 쌓여있다고 판단하게 된다.Figure 9 illustrates a time and temperature graph according to the ash accumulation detection method of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment of the present invention, the judgment unit (40) determines that ash is accumulated in the combustion chamber (10) if ignition is not completed within a set specific time after the igniter (20) is operated.

즉, 시간 측정부(4)는 점화가 되었을 때 시간을 측정한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 연소챔버(10) 내에 재(5)가 많이 쌓이게 되면 재(5)가 없을 없을 때보다 점화시간이 길어지게 된다. 따라서 판단부(40)는 점화 시작 시간이 특정시간(time2, 예를 들어 3분) 보다 길어지면 연소챔버(10) 내에 재가 쌓였다고 판단하고, 알림수단은 재청소 알람을 보내주게 된다. That is, the time measuring unit (4) measures the time when ignition occurs. As shown in Fig. 9, if a lot of ash (5) accumulates in the combustion chamber (10), the ignition time becomes longer than when there is no ash (5). Accordingly, the judgment unit (40) determines that ash has accumulated in the combustion chamber (10) when the ignition start time becomes longer than a specific time (time2, for example, 3 minutes), and the notification means sends an ash cleaning alarm.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the devices and methods described above are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made.

1:펠릿 보일러
2:펠릿
3:점화감지센서
4:시간측정부
5:재
10:연소챔버
11:산화제공급단
20:점화기
30:온도센서
40:판단부
100:연소기의 점화지연 감지장치1: Pellet boiler
2: Pellets
3: Ignition sensor
4: Time measurement section
5: Ash
10: Combustion chamber
11:Oxidizer supply unit
20: Ignition
30:Temperature sensor
40: Judgment
100: Ignition delay detection device of combustion engine

Claims

As a device for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler,
A combustion chamber in which solid fuel is supplied and combustion takes place;
An oxidizer supply unit that supplies oxidizer for ignition;
An igniter provided on one side of the oxidizer supply unit to heat the oxidizer and supply high-temperature oxidizer to the combustion chamber to initiate ignition;
a temperature sensor for measuring the temperature of the igniter; and
A judgment unit that determines whether there is re-accumulation within the combustion chamber based on the temperature value measured by the temperature sensor during the ignition step; and
Includes an ignition detection sensor that detects whether ignition has occurred;
An ignition delay detection device for a combustor, characterized in that the judgment unit determines that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value at the time of ignition exceeds a set first specific temperature.

delete

As a device for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler,
A combustion chamber in which solid fuel is supplied and combustion takes place;
An oxidizer supply unit that supplies oxidizer for ignition;
An igniter provided on one side of the oxidizer supply unit to heat the oxidizer and supply high-temperature oxidizer to the combustion chamber to initiate ignition;
a temperature sensor for measuring the temperature of the igniter; and
A judgment unit that determines whether there is re-accumulation within the combustion chamber based on the temperature value measured by the temperature sensor during the ignition step; and
Includes an ignition detection sensor that detects whether ignition has occurred;
A combustion chamber ignition delay detection device characterized in that the judgment unit determines that ash is accumulated in the combustion chamber when the temperature value at the time the igniter operation is terminated after ignition completion exceeds a set third specific temperature.

As a device for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler,
A combustion chamber in which solid fuel is supplied and combustion takes place;
An oxidizer supply unit that supplies oxidizer for ignition;
An igniter provided on one side of the oxidizer supply unit to heat the oxidizer and supply high-temperature oxidizer to the combustion chamber to initiate ignition;
a temperature sensor for measuring the temperature of the igniter; and
A judgment unit that determines whether there is re-accumulation within the combustion chamber based on the temperature value measured by the temperature sensor during the ignition step; and
Includes an ignition detection sensor that detects whether ignition has occurred;
A combustion chamber ignition delay detection device characterized in that the judgment unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if ignition is not completed within a set specific time after the igniter is operated.

A method for detecting ash accumulation in a solid fuel boiler,
The first stage is to supply solid fuel into the combustion chamber;
A second step in which the oxidizer is heated by operating the igniter and the heated oxidizer is supplied to the combustion chamber through the oxidizer supply unit;
A third step in which a temperature sensor measures the temperature of the igniter in real time; and
A fourth step in which the judgment unit determines whether there is re-accumulation within the combustion chamber based on the temperature value measured by the temperature sensor during the ignition step;
A method for detecting ignition delay in a combustor, wherein the ignition detection sensor detects whether ignition has occurred, and in the fourth step, the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if the temperature value when the igniter operation is terminated after ignition completion exceeds a set third specific temperature, or the determination unit determines that ash has accumulated in the combustion chamber if ignition is not completed by a set specific time after the igniter operation.

delete

As a solid fuel boiler,
A solid fuel boiler characterized by comprising a detection device according to claim 1, claim 5 or claim 6.

In Article 10,
A solid fuel boiler, characterized in that the solid fuel is pellet fuel.