KR0159612B1 - 온풍난방기의 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온풍난방기의 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 연료를 펌핑하는 전자펌프(63), 상기 전자펌프(63)내의 연료유무를 판단하기 위하여 전자펌프(63)의 구동전류를 감지하는 전류감지부(70)를 구비하며 연료의 연소열에 의하여 실내공기를 난방시키는 온풍난방기에 있어서, 상기 전자펌프(63)의 구동전력을 조절하는 전력조절부(80)와, 상기 전류감지부(70)의 감지결과 상기 전자펌프(63)내에 연료가 없으면 상기 전력조절부(80)에 의해 상기 전자펌브(63)의 구동전력을 감소시키도록 상기 전력조절부(80)를 제어하는 제어부(100)를 구비하며, 상기 제어부(100)는 상기 전류감지부(70)에서 감지된 전류치가 기설정된 기준전류치이상이면 연료가 없는 것으로 판단하여 상기 전자펌프(63)의 구동전류를 감소시켜 구동시 발생되는 소음을 감소시키도록 한 특징으로 한다.

Description

온풍난방기의 제어장치 및 방법

제1도(a) 및 (b)는 일반적인 온풍난방기의 개략적인 구성을 보인 정면도 및 측면도.

제2도 (a) 및 (b)는 일반적인 온풍난방기의 일부발췌 정면도 및 측단면도.

제3도는 본 발명에 따른 온풍난방기의 제어블럭도.

제4도는 본 발명에 따른 온풍난방기의 동작을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

63 : 전자펌프 65 : 불꽃감지부

70 : 전류감지부 80 : 전력조절부

본 발명은 온풍난방기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자펌프(63)가 공회전되는 경우 발생되는 소음을 감소시키기 위한 온풍난방기의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 온풍난방기는 제1도(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 상측에 토출구(10)와 하측에 흡입구(20)가 형성된 본체(1), 연료의 1차연소가 일어나는 연소로(30)와, 상기 연소로(30)내에서 발생된 열에 의해 가열된 공기가 실내공기와 열교환되는 열교환기(40)와, 상기 연소로(30)에 연료를 분사하여 점화되도록 하는 버너부(60)와, 상기 흡입구(20)측에 설치되어 실내공기를 유입하여 상기 연소로(30) 및 열교환기(40)에 의하여 가열시킨 뒤 실내로 강제토출시키는 실내팬(50), 외부에 마련되며 연료가 보관된 연료탱크(도면 미도시)를 구비한다.

상기 버너부(60)는 제2도(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 연소로(30)내의 폐가스를 배기관을 통해 실외로 배출하고 연소에 필요한 공기를 유입하는 버너팬(51)과, 상기 연소로(30)내로 연료를 미립화시켜 분사하는 노즐(62)과, 상기 연료탱크로부터 펌핑한 연료를 송유관을 경유하여 노즐(62)에서 공급하는 전자펌프(63)와, 고압의 전압을 인가받아 스파크를 발생시켜 상기 노즐(62)로부터 분사되는 연료를 점화시키는 점화프러그(이그나이터;64)와, 상기 노즐(62)과 상기 점화프러그(64)에 의한 연료의 점화여부를 감지하는 불꽃감지부(65)를 구비한다.

이러한 구성을 갖는 온풍난방기는 운전스위치가 온되면 버너팬(61)을 구동하여 연소로(30)내에 잔존하는 폐가스를 외부로 배출하고, 외부로부터 연소에 필요한 공기를 유입하여 연소에 적합한 조건을 만든다. 그 후 전자펌프(63)을 구동하여 외부에 마련된 연료탱크로부터 송유관을 통하여 노즐(62)에 연료를 공급하며, 노즐(62)은 미세한 구멍을 통해 약 80-100psi의 압력으로 기름을 연소로(30)내로 미립화시켜 분사하고 이때 공기는 노즐(62)를 둘러싸고 있는 공기관을 통해서 연소로(30)내로 함께 공급된다. 보통 버너팬(61)에 의해 공급되는 공기는 한쪽 방향으로 비틀어져서, 기름은 그 반대방향으로 비틀어져서 연소로(30)내로 분사되어 기름과 공기가 고르게 혼합되도록 한다. 이때 노즐(62)과 인접한 위치에 놓여진 점화프러그(이그나이터;64)에는 고압트랜스(67)에 의하여 고압이 인가되어 노즐(62)에서 연료가 분사될 때 전기불꽃(스파크)을 일으키게 되며, 이 스파크에 의하여 노즐(62)을 통해 연소로(30)내로 분사되는 기름을 점화시키게 되는 것이다.

점화프러그(64) 및 전자펌프(63)의 구동으로 점화를 수행하면 불꽃감지부(65)는 연료의 점화여부를 감지하게 되며, 마이컴(100)은 불꽃감지부(65)이 감지결과를 입력받아 점화여부를 판단한다. 만약 점화가 이루어지지 않았으면 전자펌프(63), 점화프러그(64) 및 버너팬(61)의 구동을 정지시킨다. 그러나, 만약 연료의 점화가 감지되면 연료의 연소열에 의하여 열교환기(40) 및 연소로(30)의 온도가 일정온도까지 상승하게 되는 데 이때 실내팬(50)이 구동되어 실내공기를 흡입하여 가열시킨 뒤 다시 실내로 강제송풍하여 난방을 수행하게 된다.

이상과 같은 구성을 갖는 종래의 온풍난방기는 점화가 이루어지지 않았을 경우 전자펌프(63)의 구동전류를 측정하여 전자펌프(63)내에 연료가 있는지 없는지를 판단하고 연료가 없으면 전자펌프(63)를 공회전시켜 연료탱크로부터 연료를 공급받아 재점화를 수행한다.

그러나, 전술한 바와 같이 연료를 공급받기 위하여 전자펌프(63)가 공회전 될 때 매우 큰 소음이 발생되어 일시적으로 사용자가 폭발의 두려움을 갖게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 연료가 모두 소모되어 전자펌프내에 공기가 유입됨으로 인하여 전자펌프가 공회전될 때 발생되는 소음을 억제할 수 있도록 된 온풍난방기의 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 온풍난방기는 연료를 펌핑하는 전자펌프, 상기 전자펌프내의 연료유무를 판단하기 위하여 전자펌프의 구동전류를 감지하는 전류감지부를 구비하며 연료의 연소열에 의하여 실내공기를 난방시키는 온풍난방기에 있어서, 상기 전자펌프의 구동전력을 조절하는 전력조절부와, 상기 전류감지부의 감지결과 상기 전자펌프내에 연료가 없으면 상기 전력 조절부에 의해 상기 전자펌프의 구동전력을 감소시키도록 상기 전력조절부를 제어하는 제어부를 구비한다.

또한, 구동제어부는 상기 전자펌프의 일단에 연결된 위상제어소자와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 위상제어소자의 구동을 스위칭하는 스위칭소자를 포함한다.

본 발명에 따른 온풍난방기의 제어방법은 연료의 연소가 일어나는 연소로와, 연료를 펌핑하여 상기 연소로와 분사하는 전자펌프, 상기 연소로내로 분사된 연료의 착화를 감지하는 착화감지부를 구비한 온풍난방기에 있어서, (가)운전이 온되면 상기 전자펌프를 구동시키는 과정, (나)연료의 점화여부를 판단하는 과정, (c)상기 과정(나)의 판단결과 불착화의 경우 전자펌프의 구동전류를 감지하는 과정, (라)상기 과정(다)에서 감지된 전류치를 상기 전자펌프내의 전자펌프내의 연료유무를 판단하기 위해 설정된 소정 기준전류치와 비교하는 과정, (마)상기 과정(라)의 비교결과 상기 과정(다)에서 감지된 전류치가 기준전류치이하이면 전자펌프내에 연료가 없는 것으로 판단하여 상기 전자펌프의 구동전류를 감소시키고 상기 과정(다)이하를 반복수행하는 과정, (바)상기 과정(라)의 비교결과 상기 과정(다)에서 감지된 전류치가 기준전류치이하이면 전자펌프내로 연료가 유입된 것으로 판단하여 상기 전자펌프의 구동전류를 증가시키는 과정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 온풍난방기의 구성은 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같으며 동일도면에는 동일 부호를 사용하며 상세한 설명은 생략한다.

제3도는 본 발명에 따른 온풍난방기의 제어블럭도로써 사용자로부터 희망하는 실내온도 및 풍량을 선택받는 기능선택부(110)와, 실내온도를 감지하는 실내온도감지부(120)와, 점화여부를 감지하는 불꽃감지부(65)와, 연소로(30)내부의 폐가스를 실외로 방출시키는 버너팬(61)을 구동시키는 버너모터(66)과, 연소에 필요한 연료를 외부에 설치된 연료탱크(도면 미도시)로부터 펌핑하여 고압으로 노즐(62)에 공급해주는 전자펌프(63)와, 상기 노즐(62)에 의해 연료가 연소로(30)내로 분사될 때 고압의 스파크를 일으켜 연료를 점화시키는 두 개의 전극인 점화프러그(이그나이터;64)와, 실내의 찬 공기를 유입하고 연소로(30)내의 연료의 연소에 의하여 가열된 공기를 실내로 강제 송풍하는 실내팬(50)을 구비하며, 이들을 제어하기 위한 마이컴(100)을 구비한다.

또한, 실내팬(50), 점화프러그(64) 및 버너모터(66)는 마이컴(100)의 제어신호에 의하여 온오프되는 릴레이스위치(RY1-RY3)에 의해 그 구동이 단속제어되며, 전자펌프(63)는 수광부(PT) 및 발광부(LED)로 구성된 스위칭소자(81)에 의하여 그 구동이 단속되는데 전자펌프(63)의 구동시 전자펌프(63)에 인가되는 전압을 감지하도록 전자펌프(63)의 일단에는 전류트랜스(T)의 1차측단자가 연결된다. 또한 전자펌프(63)의 타단에는 트라이액(TRIAC)과 스위칭소자(81)의 수광부(PT)가 병렬연결된다.

상기 전류트랜스(T)의 2차측에는 1차측으로부터 유기된 전압을 정류시키는 브리지 정류회로와 정류된 전압을 평활하는 전해컨덴서가 각각 병렬연결되어 마이컴(100)의 일입력신호(IP1)로 제공된다.

또한, 상기 불꽃감지부(65)는 광도전셀(CdS)로 양호하게 구현가능하며 광도전셀(CdS)은 수신되는 빛의 양에 따라 저항값이 변화하는 특성이 있다. 따라서, 착화시와 불착화시에 입력되는 불꽃감지부(65)의 저항값을 측정하여 착화여부를 판단할 수 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 온풍난방기는 먼저 버너팬(61)을 구동하여 연소로(30)내에 잔존하는 폐가스를 외부로 배출하고, 외부로부터 연소에 필요한 공기를 유입하여 연소에 적합한 조건을 만든다. 그 후 전자펌프(63)을 구동하여 외부에 마련된 연료탱크로부터 송유관을 통하여 노즐(62)에 연료를 공급하며, 노즐(62)은 미세한 구멍을 통해 약 80-100Psi의 압력으로 기름을 연소로(30)내로 미립화시켜 분사하고 이때 공기는 노즐(62)을 둘러싸고 있는 공기관을 통해서 연소로(30)내로 함께 공급된다. 또한, 점화프러그(이그나이터;64)에는 고압트랜스(67)에 의하여 고압이 인가되어 노즐(62)에서 연료가 분사될 때 전기불꽃(스파크)을 일으키게 되며, 이 스파크에 의하여 노즐(62)을 통해 연소로(30)내로 분사되는 연료를 점화시키게 되는 것이다.

상기 전자펌프(63)내에 연료가 충분하여 정상 동작되는 경우에는 마이컴(100)의 일출력단자(OP4)에서는 하이신호를 출력하여 발광다이오드(LED)가 구동되도록 하며 수광부인 포토트랜지스터(PT)에서는 이 신호를 수신하여 트라이액(TRIAC)의 게이트입력으로 제공하게 되므로 전자펌프(63)가 구동되게 되는 것이다.

이상과 같은 온풍난방기의 동작을 제4도에 도시된 순서도를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 단계(s10)에서 온풍난방기의 전원이 온되면 단계(s11)에서 사용자가 희망하는 난방온도 및 풍량을 설정받는다.

단계(s12)에서 운전스위치가 온되었는가를 판단하여 운전이 온되었으면 단계(s13)에서 현재 실내의 온도(Tr)를 감지한다. 단계(s14)에서는 상기 단계(s13)에서 감지한 현재 실내온도(Tr)와 상기 단계(s11)에서 설정된 난방온도(Ts)를 비교하는데 비교결과 현재 실내온도(Tr)가 난방온도(Ts)보다 높으면 단계(a15)에서 사용자로 하여금 희망하는 난방온도(Ts)를 재설정하도록 한다.

또한, 상기 단계(s14)의 비교결과 현재 실내온도(Tr)가 설정된 난방온도(Ts)보다 높으면 단계(s16)에서는 두 온도차에 의하여 연소레벨을 결정한다. 그리고 단계(s17)에서는 버너모터(66)를 구동하여 연소로(30)내에 있는 불연소가스를 배출한 후 일정시간이 경과한 후 단계(s18)에서 점화프러그(64)에 고전압을 인가하여 점화준비상태를 유지한다. 이후 단계(s19)에서 전자펌프(63)가 작동해서 송유관을 지나 노즐(62)을 통해 연소로(30)에 연료를 분사시켜 준다. 이 때 고압트랜스(67)로부터 고전압을 인가받은 점화프러그(64)는 스파크를 발생시켜 연소로(30)내부에 점화가 이루어지도록 한다.

단계(s20)에서는 불꽃감지부(65)를 통해 점화여부를 감지하며 점화가 감지되면 단계(s21)에서 정상적인 난방운전을 수행하며 일정시간 경과후에 점화프러그(64)는 정지되고 실내팬(50)을 구동시켜 실내로 온풍을 토출한다.

그러나, 상기 단계(s20)에서 불꽃감부(65)에 의하여 점화가 감지되지 않으면 단계(s22)에서 전류트랜스(T)에 의하여 전자펌프(63)의 전류를 감지한다. 상기 단계(s22)의 감지결과 전자펌프(63)의 구동전류를 정상운전시의 구동전류와 비교하여 단계(s23)에서 전자펌프(63)내에 연료가 있는 가를 판단하게 된다. 상기 단계(s23)의 판단결과 전자펌프(63)내에 연료가 있으면 단계(s24)에서 연료부족이 아닌 타원인에 의하여 불착화가 발생하였으므로 이를 점검하도록 에러발생을 표시하고, 연료가 없으면 단계(s25)에서 마이컴(100)의 일출력단자(OP4)에 로우신호를 출력하여 발광다이오드(LED)의 구동을 제어한다. 따라서 트라이액(TRIAC)의 게이트입력을 단속시키게 되므로 전자펌프(63)에 인가되는 전압을 위상제어하게 되어 전자펌프(63)내에 연료가 없을 경우 전자펌프(63)의 구동전압을 감소시켜 소음발생을 억제할 수 있다.

단계(s26)에서는 감소된 구동전압을 인가받아 구동되는 전자펌프(63)에 의해 연료가 공급되게 되면 다시 전류트랜스(T)에 의해 전자펌프(63)의 구동전류를 감지함으로써 연료공급을 판단하게 된다. 상기 판단결과 연료가 공급되지 않았으면 상기 단계(s25)이하를 반복수행하여 전자펌프(63)로 연료가 공급되도록 하고, 상기 단계(s26)의 판단결과 전자펌프(63)내로 연료가 공급되었으면 단계(s27)에서 전자펌프(63)의 트라이액(TRIAC)의 게이트입력을 제어하여 구동전압을 정상으로 변경시킨다. 또한, 전자펌프(63)내에 연료가 공급되어 노즐(62)에 의하여 연소로(30)로 연료가 분사되면 점화프러그(64)에 의해 스파크를 발생시켜 점화를 수행한다. 단계(s28)에서는 점화가 이루어졌는가를 불꽃감지부(65)에 의하여 감지한다.

상기 단계(s28)의 감지결과 점화가 이루어졌으면 단계(s29)에서 일정시간이 경과된 후에 점화프러그(64)를 오프시키고 단계(s30)에서 정상적인 난방운전을 수행하게 된다. 그러나, 상기 단계(s28)의 감지결과 불착화로 판단되면 단계(s31)로 진행하여 에러발생을 표시하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 연료가 공급되지 않은 상태에서 전자펌프(63)가 공회전할 때 트라이액에 의하여 전자펌프(63)에 인가되는 전압을 위상제어하여 그 회전력을 감소시키므로써 전자펌프(63)의 공회전시 발생되는 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 연료를 펌핑하는 전자펌프(63), 상기 전자펌프(63)내의 연료유무를 판단하기 위하여 전자펌프(63)의 구동전류를 감지하는 전류감지부(70)를 구비하며 연료의 연소열에 의하여 실내공기를 난방시키는 온풍난방기에 있어서, 상기 전자펌프(63)의 구동전력을 조절하는 전력조절부(80)와, 상기 전류감지부(70)의 감지결과 상기 전자펌프(63)내에 연료가 없으면 상기 전력조절부(80)에 의해 상기 전자펌프(63)의 구동전력을 감소시키도록 상기 전력 조절부(80)를 제어하는 제어부(100)를 구비하여 연료가 없는 경우에 전자펌프(63)의 구동에 의한 소음발생을 억제한 것을 특징으로 하는 온풍난방기.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동제어부(80)는 상기 전자펌프(63)의 일단에 연결된 위상제어소자와, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 상기 위상제어소자의 구동을 스위칭하는 스위칭소자(81)로 이루어진 것을 특징으로 하는 온풍난방기.
3. 연료의 연소가 일어나는 연소로(30)와, 연료를 펌핑하여 상기 연소로로 분사하는 전자펌프(63), 상기 연소로(30)내로 분사된 연료의 착화를 감지하는 착화 감지부(65)를 구비한 온풍난방기에 있어서, (가)운전이 온되면 상기 전자펌프(63)를 구동시키는 과정(s19), (나)연료의 착화여부를 판단하는 과정(s20), (다)상기 과정(나)의 판단결과 불착화의 경우 전자펌프(63)의 구동전류를 감지하는 과정(s22), (라)상기 과정(다)에서 감지된 전류치를 상기 전자펌프(63)내의 연료유무를 판단하기 위해 설정된 소정 기준전류치와 비교하는 과정(s23), (마)상기 과정(라)의 비교결과 상기 과정(다)에서 감지된 전류치가 기준전류치이하이면 전자펌프(63)내에 연료가 없는 것으로 판단하여 상기 전자펌프(63)의 구동전류를 감소시키고 상기 과정(다)이하를 반복수행하는 과정(s25,s26), (바)상기 과정(라)의 비교결과 상기 과정(다)에서 감지된 전류치가 기준전류치 이하이면 전자펌프(63)내로 연료가 유입된 것으로 판단하여 상기 전자펌프(63)의 구동전류를 증가시키는 과정(s27)을 구비한 것을 특징으로 하는 온풍난방기의 제어방법.