KR0166254B1 - 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬히터용 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 관한 것으로, 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨 후 2분 이내에 히터의 온도가 100℃ 이상이 안되었을 때 히터 서미스터가 단선 또는 접촉 불량인 것으로 보다 빨리 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하므로써, 히터 서미스터의 저항치가 온도에 따라 변하지 않아서 전원이 무리하게 히터에 공급되는 현상을 미리 방지하여 히터가 녹거나 단선되지 않도록 하는데 그 이점이 있다.

Description

히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법

제1도는 NTC 서미스터의 온도 및 저항 특성에 대한 그래프.

제2도는 팬히터의 전체 블록도.

제3도는 팬히터의 부분 회로도.

제4도는 종래의 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 대한 흐름도.

제5도는 본 발명에 따른 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 대한 흐름도이다.

본 발명은 팬히터용 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 관한 것으로서, 특히 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량으로 인해 전원이 히터에 무리하게 공급되는 현상을 미리 방지하여 히터가 녹거나 단선되지 않도록 하는 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 히터는 발열체나 연료를 이용하여 발생시킨 열을 복사나 대류를 통해 직접 또는 간접적으로 실내를 따뜻하게 하는 난방 기구를 말한다.

난방 방식으로 대별하면 반사형과 대류형의 두 종류로 나누어지는데, 대류형 중에는 자연 대류를 이용한 것과 팬, 모터를 이용한 강제 대류식의 것이 있으며, 팬히터는 후자에 속한다.

대류형 히터는 공기의 대류 작용을 이용하여 히터에서의 열로 실내 전체를 따뜻하게 한다. 반사형과 같이 열을 집중시키지 않고 방안을 전체적으로 난방하기 때문에 소비 전력도 비교적 큰편이다.

팬히터는 팬을 장치하고 있으며 모터에 의해서 팬을 회전시켜 얻어진 바람을 온풍으로 만들어 이것을 실내에 불어내어 난방한다.

일반적으로 히터에는 온도 센서가 내장되어 있고, 그 온도 센서는 온도나 열이 상승되는 것을 미리 감지하는 역할을 하게 된다.

온도나 열을 검출하는 온도 센서로서 가장 일반적인 서미스터를 사용하여 온도를 검지하게 된다.

여러 종류의 온도 센서 중에서 서미스터를 중심으로 살펴 보면, 상기 서미스터(Thermistor)는 열적으로 민감한 저항체(Thermally Sensitive Resistor)에서 명명된 것으로 온도 변화에 의해 그 저항치가 매우 크게 변화하는 반도체 감온 소자이다.

NTC(Negative Temperature Coefficient) 특성의 대표적인 서미스터는 Mn, Co, Ni, Fe, Cu 등의 천이금속 산화물을 적절히 혼합해서 성형하고 섭씨 1000도 이상의 고온에서 소결한 세라믹 서미스터로서 그 온도 특성이나 저항치는 재료의 조성이나 소결 조건에 따라 자유로이 제어할 수 있다.

NTC 서미스터의 온도와 전기 저항의 관계는 다음 식으로 나타낸다.

앞의 식에서 Ro, R은 온도 to, t에서의 저항치이며, B는 서미스터 상수이고, 서미스터의 성분 조성, 소성 조건에 따라 결정되는데, 서미스터 상수는 B =[{2.3(log R1- log R2)} / {(1/(t1+273))-(1/(t2+273))}] 식으로 산출된다. 단, R1, R2는 온도 t1, t2에서의 서미스터의 저항이다.

여기서 서미스터의 저항 온도 계수 α는 온도에 대해 식(1-1)를 미분하면 다음과 같이 된다.

식(1-2)에서 α가 음의 값을 취하는 것은 서미스터의 저항이 온도 상승에 따라서 감소하는 것을 나타내고 있다. 또 α의 값은 동일 서미스터라도 온도에 따라 다르며 저온이 되는데 따라서 커진다.

제1도는 20℃일 때 초기 저항 Ro가 10KΩ 이고, 상수 B가 1000K∼5000K인 경우의 NTC 서미스터의 저항-온도 특성을 나타낸 그래프로서, NTC 서미스터에 인가하는 전압을 바꾸면 전류가 작을 때는 저항성을 나타내고 있지만, 큰 전류 영역에 들어가면 서미스터의 자기 가열에 의해 전기 저항이 감소하고 음성 저항을 나타내게 된다. 이 특성은 동일한 서미스터라도 열방산 상태에 따라 변화된다.

제2도의 팬히터 전체 블럭도에 따라 동작을 살펴보면, 마이컴(10)에서는 각부의 입력을 감지하여 감지된 신호를 프로그래밍된 상태로 제어하고 처리하여, 처리된 제어 신호 및 데이타를 출력시키며, 키보드부(12)에서는 운전을 온 / 오프하고 현재 시간 및 예약 시간을 설정하며 난방 유지 및 예약 운전 등과 같은 기능을 선택하게 된다.

온도 감지부(14)에서는 팬히터 운전시 상기의 실온과 기화기의 히터 온도의 예열 상태 및 불꽃을 감지하여 팬히터의 안전 운행을 유지하며, 급유,수 감지부(16)에서는 팬히터의 연료 탱크에 기름 없다는 것과 물 혼입을 검지하도록 되어 있다.

대진 감지부(18)에서는 팬히터 운전시나 정지시 팬히터의 외부 충격과 진동이 심할 경우 이를 감지하여 팬히터를 자동 소화 및 연료 탱크를 차단하여 화재의 위험성으로부터 안전을 도모하도록 되어 있으며, 팬모터, 점화기, 전자 펌프, 기화기 히터 구동부(20)에서는 팬히터 운전시 팬모터의 속도 제어와 점화기, 전자 펌프를 릴레이로서 구동하고 포토커플러로서 온,오프 제어하도록 되어 있다.

디스플레이부(22)에서는 상기 키보드부(12)에서 설정된 상태에 따라서 구동 표시를 해주도록 되어 있고, 음성 합성 출력부(24)에서는 상기 온도 감지부(14)와 급유수감지부(16)로부터 검지된 상태를 음성으로 변환하여 경보해 주며, 공기 청정기(26)에서는 팬히터 운전시나 정지시 실내 공기를 필요에 따라서 환기 및 청정시켜 주는 역할을 한다.

마이컴 이상 유무 감지부(28)에서는 상기 마이컴(10)에 이상이 발생되어 제어가 불가능할 경우나 오동작시 이를 감지하여 출력을 오프시키도록 되어 있고, 키보드 고정부(30)에서는 상기 키보드부(12)에서 설정된 상태를 고정시켜 주게되면 임의의 설정이 불가능 하도록 되어 있으며, 리모콘 부(32)는 팬히터의 구동을 원격으로 조작할 수 있도록 되어 있다.

제3도는 팬히터의 부분 회로도로서, 온도의 변화에 따라 저항이 변화되는 히터 서미스터(34)와; 상기 히터 서미스터(34)의 저항치에 따른 입력된 감지 신호를 프로그래밍된 상태로 제어하고 처리하여, 처리된 제어 신호 출력시키는 마이컴(36); 상기 마이컴(36)의 제어 신호에 따라 스위치 작용을 하는 구동 릴레이(38); 상기 구동 릴레이(38)의 접점이 연결된 경우 전원을 인가해주는 전원부(40);및 상기 전원부(40)에서 인가된 전원에 따라 소정의 온도로 가열되는 히터(42)로 구성된다.

상기와 같은 구성에 따라 동작을 살펴보면 다음과 같다.

온도 센서인 히터 서미스터(34)에서 히터(42)의 온도 상태를 감지하여 저항치를 변화시키면, 변화된 저항치에 따른 감지 신호가 마이컴(36)에 입력되어 그 신호를 프로그래밍된 상태로 제어하고 처리한 후, 제어 신호를 출력시켜 구동 릴레이(38)의 접점이 연결되고 소정의 온도가 될 때까지 전원부(40)는 히터(42)에 전원을 인가시키게 된다.

제4도는 종래의 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법에 대한 흐름도로서, 팬히터를 작동시키기 위해 운전 스위치를 온(ON) 시키는 제1단계(S1); 히터의 온도가 300℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제2단계(S2); 상기 제2단계(S2)에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상인 경우 예열 완료 되었음을 인식하여 히터를 오프(OFF)시킨 후, 점화 행정을 수행하는 제3단계(S3); 상기 제2단계(S2)에서의 판단 결과, 히터가 300℃이상이 아닌 경우 운전 스위치가 온(ON)된 후, 5 분이 경과되었는가를 판단하는 제4단계(S4); 상기 제4단계(S4)에서의 판단 결과, 운전 스위치가 온(ON)된 후 히터의 온도가 300℃에 도달하지 않은 상태로 5분이 경과된 경우 히터가 오프(OFF)되면서 에러 표시가 디스플레이 되고 소화 행정을 수행하는 제5단계(SS); 상기 제4단계(S4)에서의 판단 결과, 운전 스위치가 온(ON)된 후 5분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계(S2)로 분기하는 제6단계(S6)를 순차적으로 동작하게 된다.

상기와 같은 방법에 따라 팬히터의 운전 스위치를 작동시켰을 때, 히터 서미스터는 히터의 온도가 300℃ 이상임을 감지하여 예열 완료되었음을 인식하거나 히터의 온도가 300℃에 도달되지 않은 상태로 5분이 경과한 경우 에러 표시를 디스플레이 하게 되는데, 만약에 히터 서미스터가 단선되었거나 접촉 불량이 되면 히터에 전원이 5분 동안 계속 인가되어 히터가 녹거나 단선될 수 있다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨 후 2분 이내에 히터의 온도가 100℃ 이상이 안 되었을 때 히터 서미스터가 단선 또는 접촉 불량인 것으로 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하므로써, 히터 서미스터가 단선 또는 접촉 불량으로 저항치가 온도에 따라 변하지 않아서 전원이 무리하게 공급되는 현상을 미리 방지하여 히터가 녹거나 단선되지 않도록 하는 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법은, 팬히터를 작동시키기 위해 운전 스위치를 온(ON) 시키는 제1단계; 히터가 100℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제2단계; 상기 제2단계에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 못한 경우 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되었는 가를 판단하는 제3단계; 상기 제3단계에서 판단한 결과, 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계로 분기하는 제4단계; 상기 제3단계에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 않은 채 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과된 경우 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량으로 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하는 제5단계; 상기 제2단계에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃를 초과한 경우 히터의 온도가 300℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제6단계; 상기 제6단계에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상인 경우 예열 완료되었음을 인식하여 히터를 오프(OFF)시킨 후, 점화 행정을 수행하는 제7단계; 상기 제6단계에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상이 아닌 경우 운전 스위치를 작동시킨지 5분이 경과 되었는 가를 판단하는 제8단계; 상기 제8단계에서의 판단 결과, 운전 스위치를 작동시킨 후 히터의 온도가 300℃에 도달하지 않은 상태로 5분이 경과된 경우 히터가 오프(OFF) 되면서 에러 표시가 디스플레이 되고 소화 행정을 수행하는 제9단계; 상기 제8단계에서의 판단 결과, 운전 스위치가 온(ON)된 후 5분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계로 분기하는 제10단계를 순차적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제5도는 본 발명에 따른 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량을 감지하는 방법에 대한 흐름도로서, 본 발명에 따른 방법은 팬히터를 작동시키기 위해 운전 스위치를 온(ON) 시키는 제1단계(S11); 히터의 온도가 100℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제2단계(S12); 상기 제2단계(S12)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 못한 경우 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되었는 가를 판단하는 제3단계(S13); 상기 제3단계(S13)에서 판단한 결과, 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계(S12)로 분기하는 제4단계(S14); 상기 제3단계(S13)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 않은 상태에서 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과된 경우 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량으로 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하는 제5단계(S15); 상기 제2단계(S12)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃를 초과한 경우 히터의 온도가 300℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제6단계(S16); 상기 제6단계(S16)에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상인 경우 예열 완료 되었음을 인식하여 히터를 오프(OFF)시킨 후, 점화 행정을 수행하는 제7단계(S17); 상기 제6단계(S16)에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상이 아닌 경우 운전 스위치를 작동시킨지 5분이 경과 되었는 가를 판단하는 제8단계(S18); 상기 제8단계(S18)에서의 판단 결과, 운전 스위치를 작동시킨 후, 히터의 온도가 300℃에 도달하지 않은 상태로 5분이 경과된 경우 히터가 오프(OFF) 되면서 에러 표시가 디스플레이 되고 소화 행정을 수행하는 제9단계(S19); 상기 제8단계(S18)에서의 판단 결과, 운전 스위치가 온(ON)된 후 5분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계(S12)로 분기하는 제10단계(S20)를 순차적으로 동작하여, 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량을 감지하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨 후 2분이내에 히터의 온도가 100℃ 이상이 안되었을 때 히터 서미스터가 단선 또는 접촉 불량인 것으로 보다 빨리 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하므로서, 히터 서미스터의 저항치가 온도에 따라 변하지 않아서 전원이 무리하게 히터에 공급되는 현상을 미리 방지하여 히터가 녹거나 단선되지 않도록 하는데 그 효과가 있다.

Claims (1)

1. 팬히터를 작동시키기 위해 운전 스위치를 온(ON) 시키는 제1단계(S11); 히터의 온도가 100℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제2단계(S12); 상기 제2단계(S12)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 못한 경우 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되었는 가를 판단하는 제3단계(S13); 상기 제3단계(S13)에서 판단한 결과, 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계(S12)로 분기하는 제4단계(S14); 상기 제3단계(S13)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃에 도달하지 않은 상태에서 팬히터의 운전 스위치를 작동시킨지 2분이 경과된 경우 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량으로 인식하여 에러 표시를 디스플레이하고 소화 행정을 수행하는 제5단계(S15); 상기 제2단계(S12)에서 판단한 결과, 히터의 온도가 100℃를 초과한 경우 히터의 온도가 300℃ 이상이 되었는 가를 판단하는 제6단계(S16); 상기 제6단계(S16)에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상인 경우 예열 완료 되었음을 인식하여 히터를 오프(OFF)시킨 후, 점화 행정을 수행하는 제7단계(S17); 상기 제6단계(S16)에서의 판단 결과, 히터의 온도가 300℃ 이상이 아닌 경우 운전 스위치를 작동시킨지 5분이 경과되었는 가를 판단하는 제8단계(S18); 상기 제8단계(S18)에서의 판단 결과, 운전 스위치를 작동시킨 후, 히터의 온도가 300℃에 도달하지 않은 상태로 5분이 경과된 경우 히터가 오프(OFF)되면서 에러 표시가 디스플레이 되고 소화 행정을 수행하는 제9단계(S19); 상기 제8단계(S18)에서의 판단 결과, 운전 스위치가 온(ON)된 후 5분이 경과되지 않은 경우 히터의 온(ON) 상태를 유지하고 다시 제2단계(S12)로 분기하는 제10단계(S20)를 순차적으로 동작하는 히터 서미스터의 단선 및 접촉 불량 감지 방법.