KR100283676B1 - 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치 - Google Patents

가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 삼방변 제어시스템에 전원을 공급하는 단계와, 온수의 수류를 검지하는 단계와, 상기 수류검지를 제어판단부에서 인식하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 제어회로부를 구동하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 대한 응답을 검지하는 단계와, 상기 응답에 이상이 없으면 릴레이를 구동시키는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 릴레이를 구동하는 단계와, 상기 릴레이에 대한 신호를 검지하는 단계와, 상기 릴레이의 신호에 의해서 삼방변이 구동되도록 스위칭되는 삼방변 절체단계와, 상기 삼방변의 스위칭에 의해 구동모터의 작동이 오류가 발생되는지를 검지하는 단계와, 상기 삼방변의 절체에 따라 삼방변이 구동되는 단계로 이루어지는 1관 2수로식인 가스보일러에서 삼방변을 원활하게 제어하고 삼방변상에 이상(고장 및 작동오류)이 발생할 시 이를 감지하여 디스플레이하며 이에 따른 보일러의 손실을 최소화하고 제품 생산성을 극대화하도록 하는 가스보일러의 응답(Answer)기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치를 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치
본 발명은 가스보일러의 응답(Answer)기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 1관 2수로식인 가스보일러에 제어판단부와 응답신호감지부 및 구동모터검지부를 형성하여 삼방변을 원활하게 제어하고 삼방변 및 구동모터상에 이상(고장 및 작동오류)이 발생할시 이를 감지하여 디스플레이하며, 이에 따른 보일러의 손실을 최소화하고 제품 생산성을 극대화하도록 하는 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 온수 및 난방 겸용 가스보일러에서 삼방변의 구동제어회로는 도 5에 도시된 바와같이 직류전원(DC)에 일단이 각각 연결된 소형릴레이(Ry1)와 수류스위치(FLS)의 타단은 상호직렬로 접속하고 삼방변의 전원릴레이(Ry2)를 소형릴레이(Ry1)의 여자접점(a)을 통해 교류전원(AC1)에 접속하여 고압의 교류전원(AC2)과 비교적 저압의 직류전원(DC)이 직접 접촉되지 않게 하며, 상기 삼방변을 구동시키는 구동모터(M)는 상기 전원릴레이(Ry2)의 여자접점(a1)을 통해 교류전원(AC2)에 접속한 것이 사용되었으며, 난방으로 사용할 때에는 수류스위치(FLS)가 ″오프″되어 소형릴레이(Ry1)에의 직류전원(DC)이 차단되고 그 여자접점(a)이 ″오프″로 된다.
이에 따라 전원릴레이(Ry2)에 인가되는 교류전원(AC1)이 차단되어 그 여자접점(a1)이 오프로 되며 결국 삼방변을 구동시키는 구동모터(M)에 인가되는 교류전원(AC2)이 차단되어 삼방변은 가열코일(미도시됨)과 난방배관(미도시됨)의 공급측을 연결시키는 상태로 유지되어 상술한 난방적용이 이루어지게 된다.
또한, 온수사용시에는 사용자가 온수공급관(미도시됨)에 설치된 온수밸브(미도시됨)를 열어 직수라인(미도시됨)에 직수를 통과시키면 상기 수류스위치(FLS)가 ″온″이 되므로 소형릴레이(Ry1)가 여자되어 그의 여자접점(a)이 ″온″으로 되며, 이에 따라 전원릴레이(Ry2)가 여자되어 그의 여자접점(a1)이 ″온″으로 되므로 삼방변변을 구동시키는 구동모터(M)에 교류전원(AC2)이 인가되고, 결국 삼방변은 상기 가열코일과 온수가열통을 연결하는 상태로 전환되어 상술한 온수사용 상태로 되는 것이었다.
릴레이접점(C)와 릴레이접점(C1)은 상기 릴레이(Ry1, Ry2)의 공통접점이다.
그러나 이러한 삼방변 구동제어회로는 직류용 소형릴레이(Ry1)와 교류용 전원릴레이(Ry2)를 작동에 있어 2단계 이루어지는 것이므로 오동작이 발생하는 문제가 있고, 삼방변을 전환구동함에 있어 난방사용상태에서 온수사용상태로 전활할때는 구동용모터의 회전력에 의하여 밸브볼을 이동시키며, 반대로 온수사용상태에서 난방사용상태로 전활할때는 스프링의 탄성복원력에 의하여 밸브볼이 전환되는 것이므로 난방사용상태와 온수사용상태간의 전환에는 소요되는 시간이 일정하지 않게되어 전환이 불안정하여 싱크로나이즈 모터인 삼방변의 구동모터에는 온수를 사용할시 밸브의 볼이 이동된 후에도 전원이 계속적으로 인가되므로 전력소모증가와 내구성이 저하될 뿐만 아니라 모터가 손실되는 문제가 항상 내포되어 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 연구개발된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명은 1관 2수로식인 가스보일러에 제어판단부와 응답신호감지부 및 구동모터검지부를 형성하여 삼방변을 원활하게 제어하고 삼방변 및 구동모터상에 이상이 발생할시 이를 감지하여 디스플레이하며, 이에 따른 보일러의 손실을 최소화하고 제품생산성을 극대화하도록 하는 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가스보일러의 삼방변 제어방법을 실시하기에 적합한 가스보일러의 삼방변 제어장치를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 삼방변 제어시스템에 전원을 공급하는 단계와, 온수의 수류를 검지하는 단계와, 상기 수류검지를 제어판단부에서 인식하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 제어회로부를 구동하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 대한 응답을 검지하는 단계와, 상기 응답에 이상이 없으면 릴레이를 구동시키는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 릴레이를 구동하는 단계와, 상기 릴레이에 대한 신호를 검지하는 단계와, 상기 릴레이의 신호에 의해서 삼방변이 구동되도록 스위칭되는 삼방변 절체단계와, 상기 삼방변의 스위칭에 의해 구동모터의 작동이 오류가 발생되는지를 검지하는 단계와, 상기 삼방변의 절체에 따라 삼방변이 구동되는 단계로 이루어진다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 1관 2수로식 가스보일러의 개략도,
도 2는 본 발명의 작동관계를 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 블록구성도,
도 4는 본 발명을 실시하기 위한 상세회로도,
도 5는 종래의 삼방변 제어회로.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 가스보일러 10 : 연소기 20 : 물탱크
30 : 2차 열교환기 36 : 삼방변 100 : 전원부
110 : 이상발생표시부 120 : 제어판단부 130 : 수류검지부
140 : 응답신호검지부 150 : 제어회로부 160 : 릴레이구동부
170 : 삼방변절체부 FLS : 수류스위치 M : 구동모터
Q,Q1 : 트랜지스터 D1,D2 : 다이오드 LED : 발광다이오드
상기와 같은 목적을 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
즉, 도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 가스보일러(1)를 나타낸 것으로, 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)안에 설치되어 난방이나 급탕을 위한 온수를 데우기 위해 가스를 연소시키는 연소기(10)와, 난방순환수를 저장하는 물탱크(20)와, 온수와 냉수의 순환을 위한 서로 다른 경로를 지니고 있는 2차 열교환기(30)를 상호 결합하여서 구성된다.
이때 상기 연소기(10)의 케이싱(11)내에 다수개의 버너로 이루어진 버너군(12)이 형성되고, 그의 상측방향에는 과열을 방지시키기 위한 1차 열교환기(14)가 설치되어 그곳을 통과하는 물을 상기 버너군(12)이 가열하게 되며, 상기 연소기케이싱(11)의 바닥면에는 연소용 공기를 공급하는 송풍기(13)가 설치되고 상기 버너군(12)의 근방에는 버너군(12)을 점화하는 스파커플러그(15)와 상기 버너군의 착화를 감지하는 프레임로드(16)가 설치되며, 상기 연소기케이싱(11)의 상면에는 배기를 배출시키기 위한 배기부(17)가 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)을 뚫고 형성되어 있다.
또한, 상기 버너군(12)의 하방에는 가스를 공급시키기 위한 가스관(50)이 설치되는데, 여기에는 통전시 가스를 통과시키는 2개의 전자변(51)(52)과 가스공급량을 조절하기 위한 비례변(53)이 가스공급경로에 대하여 가스관(50)의 상류로 부터 설치되어진다.
그리고, 상기 물탱크(20)에는 물탱크내의 수량을 검지하기 위한 전극봉(21)과 넘치는 물을 배출시키기 위한 오버플로우관(22), 온돌바닥을 회전한 난방수를 회수하는 것으로 기수분리기(23)가 설치되는 난방환수관(24) 및 상기 1차 열교환기(14)에 물을 공급하는 물공급관(25)에는 물의 순환을 조정하기 위한 순환펌프(26)가 아래방향에 설치되어진다.
한편, 상기 2차 열교환기(30)에는 수도물을 통해 물을 방출하여 사용자에게 공급되는 온수의 직접적인 출탕온도를 검지하는 공급서미스터(32)가 부착된 온수방출관(31), 가스보일러의 외부로 부터의 찬물을 유입하는 것으로 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(33) 및 직수온도에 따른 일정수량을 통과시켜 안정된 온도특성을 얻을 수 있도록 하는 기계적 자동수량제어장치가 설치된 직수유입관(34) 및 상기 물공급관(25)은 삼방변(36)을 통하여 난방을 위한 물이 통과되는 난방온수공급관(37)에 연결되어진다.
또한, 상기 난방환수관(24)과 직수유입관(34) 사이에는 상기 물탱크(20)에 물이 부족할 때 물을 보충해주기 위한 수도물보급변(35)이 설치되고 난방필터의 막힘, 난방분배기의 막힘 및 난방분배관이 막혀있을 때 가스보일러의 내부에서 압력이 상승되는 것을 방지하고 물의 흐름을 가스보일러의 내부폐회로를 만들어 순환시키기 위한 바이패스관(38)이 설치된다.
또한, 도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 방법 및 장치를 설명하기로 한다.
교류(AC) 및 직류(DC) 전원을 ″온″시켜 각 구성소자에 인가되며(S1), 이러한 전원(AC, DC)공급은 각 구성소자마다 다르게 인가되는데, 이에 대한 바람직한 실시예로써 제어판단부(120) 및 수류검지부(130)에는 직류전원 5V가 인가되고 상기 제어판단부(120)에서 출력된 제어신호의 오류를 검출하기 위한 응답신호검지부(140) 및 삼방변절체부(170)를 제어하기 위한 제어회로부(150)에 직류(DC)전원 12V가 인가된다. 그리고 삼방변을 구동하기 위한 릴레이구동부(160)에 직류전원 18V가 인가되고, 상기 삼방변절체부의 스위칭에 의해 구동모터가 오류없이 작동되는지를 검지하는 구동모터검지부(180)에 직류전원 5V가 인가되며, 상기 릴레이구동부(160)에 의해 삼방변의 브리지회로를 스위칭하기 위한 삼방변절체부(170)에 의해 삼방변의 브리지회로를 스위칭하기 위한 삼방변절체부(170)에 교류전원 110V 내지 220V를 인가되도록 이루어진다.
상기에서 전원(S1)이 인가되면 상기 수류검지부(130)에서 가스보일러(1)를 사용하는 사용자가 온수작동을 하는지를 판별감지(S2)하여 만약 사용자가 온수를 사용하게 되면 상기 수류검지부(130)는 마이컴으로 이루어진 상기 제어판단부(120)에 출력신호를 보내어 상기 제어회로부(150)를 구동하게 되고 사용자가 온수를 작동하지 안했을 경우에는 상기 스텝1로 계속적으로 신호를 출력하게 된다.
이때 상기 제어판단부(120)의 제어신호가 상기 제어회로부(150)로 신호출력오류의 여부를 확인하여(S5) 오류가 검출되면 이상동작으로 인식(S8)하여 상기 스텝3으로 이동하고, 이와 동시에 스텝9에서 삼방변구동을 정지하면서 이상상태표시부(S10)에서 오류결과를 디스플레이하도록 이루어진다.
한편, 상기 스텝5에서 오류가 검출되지 않으면 릴레이의 코일에 전압을 인가시킨다.
이때도 상기의 스텝5와 같은 방법으로 오류를 검출하여 처리하게 된다(S7). 또한 상기 스텝7에서 오류가 검출되지 않으면 상기 삼방변절체부(170)의 브리지회로를 스위칭하여(S11) 난방 및 온수를 절체한다.
상기의 삼방변절체부(170)의 접점에 따라 작동하는 구동모터가 오류를 발생했는지를 검출하여(S12) 구동모터에 이상이 있으면 상기 스텝8로 이동하고 이상이 없으면 구동모터가 삼방변을 제어(S13)하도록 구동한다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 바람직한 실시예의 상세회로도를 살펴보면, 수류스위치(FLS)와 저항(R1)이 직렬로 연결된 상기 수류검지부(130)에 저항(R2)을 통해 마이컴으로 이루어진 상기 제어판단부(120)에 신호를 출력하도록 연결된다.
상기 제어판단부(120)을 중심으로 오류가 발생되었을 때 오류를 디스플레이하기 위한 이상발생표시부(110)와 트랜지스터(Q)로 구성된 제어회로부(150) 및 상기 제어판단부(120)에서 출력된 제어신호의 오류를 검출하기 위한 응답신호검지부(140)가 연결구성된다.
또한, 상기 제어회로부(150)의 트랜지스터(Q)의 베이스단과 에미터단 사이에 저항(R6)(R7)이 병렬로 연결되고 상기 트랜지스터(Q)의 컬렉터단에는 상기 릴레이구동부(160)가 접속되어 이루어진다.
이때 상기 수류검지부(130)에서 로우(Low)신호가 상기 제어판단부(120)으로 입력되면 상기 제어판단부(120)는 하이(High)가 되어 상기 제어회로부(110)의 트랜지스터(Q)가 통전되고, 상기 트랜지스터(Q)의 컬렉터단에 연결된 상기 릴레이구동부(160)가 작동하는 동시에 상기 삼방변절체부(170)의 브리지회로가 온수측(B)으로 스위칭된다.
여기서 저항(R8)과 다이오드(D1) 및 저항(R9)이 직렬로 이루어진 응답신호검지부(140)는 상기 제어회로부(150) 및 상기 릴레이구동부(160)에 대한 상기 제어판단부(120)의 제어신호를 검출하여 정상적으로 전달구동되는지를 검지하도록 되어진다.
또한 저항(R10)(R11)과 콘덴서(C) 및 스위치가 병렬로 접속된 구동모터검지부(180)는 삼방변을 제어하기 위한 구동모터(M)에 대해 상기 제어판단부(120)의 제어신호를 검출하여 정상적으로 구동되는지를 검지하도록 한다.
만일 상기 구성부들 중에서 어느 한 구성부가 상기 제어신호에 대하여 오류가 발생되었을 경우 상기 응답신호검지부(140)는 상기 제어판단부(120)로 로우신호를 출력한다. 상기 응급신호검지부(140)로 부터 상기 로우신호를 입력받은 상기 제어판단부(120)는 상기 구성부들의 이상동작을 확인하고 삼방변(36)의 구동을 정지하도록 이루어진다.
그리고 트랜지스터(Q1)와 발광다이오드(LED)로 구성된 이상발생표시부(110)는 저항(R3)을 통해 상기 제어판단부(120)와 연결되도록 구성되어 있어 상기 이상동작에 대한 결과를 디스플레이하도록 이루어진다.
상기 삼방변절체부(170)는 교류전원에 연결되어 구동모터(M)를 동작시킨다. 또한 상기 삼방변절체부(170)와 3선식으로 연결되어 난방(A) 및 온수측(B)으로 절체된 스위치에 구동모터(M)가 연결되고 이 모터(M)의 동작에 따라 삼방변(36)이 제어된다.
이때 삼방변내의 밸브를 구동모터(M)에 연동되는 기어(미도시됨)와 구동측(미도시됨) 및 캠(미도시됨)을 작동시킴으로써 난방사용상태와 온수사용상태에 있던 스위치가 오프로 되어 구동모터(M)에의 통전이 중단되고, 상기 삼방변(36)은 캠과 구동축에 의하여 전환된 상태로 유지되어지도록 이루어지는 것이다.
상기에서 살펴본 바와같이 본 발명은 제어판단부를 제공함으로서 보다 정확한 상황판단 및 지시를 수행할 수 있는 효과를 갖고 응답신호검지부 및 구동모터검지부를 구비함으로써 상기 제어판단부의 명령신호에 따른 오동작을 제어할 수 있는 효과를 갖으며 이로 인하여 본 발명에 대한 동작의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 보일러의 손실을 최소화하고 제품생산성을 극대화시킬 수 있는 등의 여러효과를 동시에 거둘 수 있는 매우 유용한 발명임이 명백하다.

Claims (3)

  1. 삼방변 제어시스템에 교류 및 직류전원을 공급하는 단계와, 온수의 수류를 검지하기 위한 단계와, 상기 수류검지를 마이컴으로 이루어지는 제어판단부에서 인식하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 제어회로부를 구동하는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 대한 응답을 검지하는 단계와, 상기 응답에 대한 동작의 오류가 없으면 릴레이를 구동시키는 단계와, 상기 제어판단부의 지시에 의해 릴레이를 구동하는 단계와, 상기 릴레이에 대한 신호를 검지하는 단계와, 상기 릴레이의 신호에 의해서 삼방변의 모터가 구동되도록 스위칭되는 삼방변 절체단계와, 상기 삼방변의 절체에 따라 삼방변이 구동되는 단계로 이루어진 삼방변 제어방법에 있어서, 상기 삼방변의 스위칭에 의해 구동모터의 작동이 오류가 발생되었는지를 검지하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 히는 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어방법.
  2. 각 구성소자들에 교류 및 직류전원을 공급하도록 하는 전원부(100)와, 온수의 유무를 검지하는 수류검지부(130)와, 이 수류검지부의 신호를 입력받아 삼방변(36)의 제어 및 각 구성소자의 오류를 감지하는 제어판단부(120)와, 이 제어판단부의 신호에 따라 상기 삼방변(36)을 구동제어하는 제어회로부(150)와, 이 제어회로부와 연결되어 릴레이코일에 전압이 인가되는 릴레이구동부(160)와, 상기 제어회로부(150)와 상기 릴레이구동부(160)에서 동작의 오류가 발생되었는지를 판단하는 응급신호검지부(140)와, 상기 릴레이구동부(160)로부터 스위칭신호를 받아 삼방변절체를 수행하는 삼방변절체부(170)와 상기 삼방변절체부(170)의 구동신호에 의해 동작하는 삼방변(36)으로 연결구성되는 삼방변 제어장치에 있어서, 이 삼방변절체부의 신호에 따라 구동모터가 오류없이 구동하는지를 계속적으로 검지하는 구동모터감지부(180)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동모터감지부(180)는 저항(R10)(R11)과 콘덴서(C) 및 스위치소자가 병렬로 접속되고 상기 스위치소자는 상기 삼방변을 제어하는 구동모터(M)와 릴레이되어져 상기 구동모터(M)의 이상유무를 지속적으로 검지하여 상기 제어판단부(120)에 신호 입,출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 응답기능을 갖춘 삼방변 제어장치.
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