KR20000033904A - 가스난방기의 가스누설 검지방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스난방기에 설치된 가스누출 감지장치 및 가스누출 감지방법에 관한 것으로, 온도를 감안하여 가스누출에 대한 경보를 실시하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래의 가스누출 감지방법은 온도에 따른 가스감지부의 출력 변화를 참조하지 않아 가스경보신호의 신뢰도가 낮았었다. 그에 따라 본 발명은 가스센서에서 출력된 가스감지신호가 소정의 레벨로 일정시간 지속되면, 소정의 가스경보신호를 출력하는 단계, 가스경보신호에 소정의 온도센서에 의해 감지된 실내온도를 보상하여 가스경보값을 출력하는 단계, 그리고 가스경보값이 소정의 기준 회수 이상으로 지속되면 가스누출경보를 실시하는 단계를 포함하여 이루어져 종래의 가스누출 감지방법에 비해 더 정확하게 가스누출을 감지할 수 있는 효과가 있다.

Description

가스난방기의 가스누설 검지방법 및 장치

본 발명은 가스난방기에 관한 것으로, 특히 가스난방기의 가스누출 감지방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스난방기는 가스를 연료로 하여 난방을 실시한다. 가스난방기는 가스를 연소시키고, 가스의 연소로 인해 발생하는 연소열을 이용하여 찬 공기를 더운 공기로 변환하는 방법으로 실내를 난방한다.

도 1은 일반적인 가스난방기의 정면을 나타낸 사시도이다. 도 2는 종래 기술에 따른 가스난방기의 내부구조를 나타낸 구성도이다.

종래의 가스난방기는 본체(1)와, 본체 내의 하부에 고정된 팬하우징(2)과, 팬하우징 내에 설치되어 모터의 회전에 의해 송풍력을 일으키는 송풍팬(3)과, 본체의 전면 하부에 설치되어 송풍팬(3)의 회전에 따라 본체 내로 공기를 흡입시키는 흡입그릴(4), 팬하우징(2) 상부 일측에 고정되어 본체(1) 내부로 여러 가지 구성품을 지지하기 위한 배리어(5), 송풍팬(3)의 직상방에 고정되어 가스연료와 공기의 혼합가스가 연소되는 연소실(6)과, 혼합가스를 점화시키는 버너(7)와, 버너(7) 내부로 가스연료를 공급하는 가스공급관(8)과, 실내의 벽면에 고정되어 연소에 필요한 공기를 흡입하기 위해 실외측으로 흡입공이 형성된 흡기관(9)과, 일단이 흡기관(9)의 실내측에 연결되고 타측 일단이 버너(7)에 연결되어 흡기관(9)을 통해 흡입된 연소공기를 버너(7)로 공급하는 공기공급관(10)과, 공기공급관(10)과 버너(7)의 연결부분에 설치되어 연소공기를 흡입하기 위해 흡입력을 제공하는 공기흡입팬(11)과, 가스공급관(8)에 설치되어 관로를 선택적으로 개폐시키는 가스밸브(12)와, 연소실(6)의 상부에 연결되어 본체(1) 내부로 흡입된 찬 공기를 연소열에 의해 더운 공기로 열교환시켜 주는 열교환기(13)와, 열교환기(13)의 일측에 연결되고 타측 일단이 흡기관(9)을 관통한 상태에서 실외에 노출되어 찬 공기로 열교환된 연소가스를 외부로 배출시키는 가스배출관(14)과, 본체(1)의 전방 상부에 설치되어 열교환기(13)에 의해 열교환된 더운 공기를 본체(1)의 외부로 토출시키는 토출그릴(15)과, 배리어(5)가 장착되어 기기의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부(16)와, 송풍팬(3) 상단에 장착되어 실내온도를 감지하는 실내온도센서(17)로 구성된다.

이와 같이 구성된 가스난방기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 본체(1)의 전면 모드선택부에 구비된 난방모드를 선택하면, 공기공급관(10)의 연결부분에 설치된 공기흡입팬(11)이 배리어(5)에 장착된 제어부(16)의 제어신호를 인가받아 회전한다. 이 때, 외부공기가 흡기관(9)의 흡입공을 통해 흡기관(9) 내로 흡입된 후, 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 공급된다.

버너(7)로 공급된 공기는 공기흡입팬(11)의 회전이 계속되는 동안, 버너(7)에 형성된 슬릿공을 통해 연소실(6)로 유입된다. 그리고, 연소실(6)에 유입된 공기는 열교환기(13)를 지나 가스배출관(14)을 통해 실외로 빠져나가는 프리퍼지 과정을 일정시간 동안 수행한다. 프리퍼지 과정을 일정시간동안 수행하는 것은, 연소실(6) 내에 잔존하는 가스를 외부로 완전히 배출시킴으로써 초기연소시 잔존가스에 의한 연소실(6)의 폭발 위험성을 미연에 차단하기 위함이다.

상술한 바와 같이 프리퍼지 과정이 수행되고 나면, 공기흡입팬(11)은 계속해서 회전하므로, 연소공기가 흡기관(9)에 형성된 흡입공(9a)을 통해 흡기관(9) 내로 흡입된 다음, 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 공급된다. 또, 가스공급관(8)에 설치된 가스밸브(12)가 제어부(16)의 제어신호를 인가받아 개폐되므로, 가스연료가 버너(7)로 공급되고, 이 가스는 노즐(도시생략)을 통해 분출된 다음 연소공기에 실려 버너(7)에 형성된 슬릿공(도시생략)을 통해 연소실(6)로 분사된다. 이 때, 점화수단(도시생략)이 작동하여 가스와 연소공기의 혼합가스에 불꽃을 점화시킴으로써, 혼합가스가 연소실(6)에서 연소된다.

연소실(6)에서 혼합가스가 연소되면, 연소열이 발생되고, 이 연소열은 연소실(6)의 상부에 연결된 열교환기(13)를 하부에서 상부로 이동하면서 가열시킨 후에 가스배출관(14)을 통해 실외로 배출된다.

이 때, 가스배출관(14)은 배출되는 연소열에 의해 높은 온도를 유지하고 있으므로, 상술한 작용에서 흡기관(9)에 형성된 흡입공을 통해 흡기관(9)으로 흡입된 연소공기는 열교환되어 일정온도 이상으로 상승된다. 그 결과, 고온으로 열교환된 연소공기가 공기공급관(10)을 통해 버너(7)로 계속 공급된다.

가스연료가 연소실(6)에서 연소될 때에 본체(1) 내에 고정된 팬하우징(2) 내의 송풍팬(3)이 제어부(16)의 제어에 의한 모터의 구동력을 인가받아 회전하므로, 송풍팬(3)에서 송풍력이 발생된다. 그리고, 실내의 공기가 흡입그릴(4)을 통해 내부로 흡입된 다음 송풍팬(3)의 계속적인 회전에 따라 본체(1) 내의 상부로 이동한다. 이 때, 이동하는 공기가 열교환기(13)를 통과하면서 연소열에 의해 열교환되어 더운 공기로 바뀌어지고, 그 더운 공기가 본체(1)의 전면 상부에 설치된 토출그릴(15)을 통해 실내로 토출됨으로써, 가스난방기가 난방을 실시하는 것이다.

또, 가스난방기는 실내온도센서(17)에서 감지된 실내온도가 희망온도보다 낮거나 같으면 연소를 계속 진행하여 송풍팬(3)을 구동시키고, 실내온도가 희망온도보다 높으면 연소를 종료하고 송풍팬(3)을 정지시킨다.

그리고, 가스난방기는 가스의 누설을 감지하기 위하여 별도의 가스경보기가 부착되어 있다. 도 3는 가스난방기(1)와 가스경보기(20)를 개략적으로 도시한 블록도이다. 가스경보기(20)는 내장된 가스센서(21)로부터 가스연료의 누설을 감지하고, 가스검지회로(22)를 통해 도 4에 도시된 것과 같이 가스연료의 누설에 따른 신호를 출력한다. 그러면, 가스난방기의 제어부(16)는 그 신호를 입력받아 가스경보 신호발생부(30)를 통해 가스연료의 누출을 사용자에게 알린다. 도 5는 종래의 가스경보기(20)를 도시한 회로도로서, 도 5의 가스경보기는 가스양에 따라 변화되는 가스센서의 출력값을 검지하고, 그 가스센서의 출력값이 일정 레벨 이상으로 출력되면, 가스검지신호(P₁)가 출력되도록 구성되어 있다.

그런데, 종래의 가스경보기는 가스난방기에 내장되지 않고, 별도로 설치되는 것이므로, 사용자에게 별도의 비용을 부담시킨다는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 가스경보기에 설치된 가스센서는 가스난방기의 정상적인 동작에서 도 6에 도시된 것과 같은 잡음 또는, 기타 외부요인에 의해 민감하게 반응함으로써, 동작 신뢰도가 저하되는 문제점도 있다. 뿐만 아니라, 가스경보기의 신뢰도를 보상하기 위하여 별도의 온도센서를 가스난방기에 설치하면, 사용자에게 부가적인 비용을 부담시키고, 부품 간의 동작 간섭에 따라 비정상적인 불량제품의 발생빈도가 높아질 우려가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스난방기와 실내 온도를 감안하여 가스누출 경보를 수행하는 가스경보장치를 제공하고, 실내 온도를 참조하여 가스경보신호를 보상함으로써, 가스경보기의 신뢰도를 높이는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 가스난방기를 나타낸 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 가스난방기의 내부구조를 나타낸 구성도.

도 3은 종래 기술에 따른 가스난방기의 가스경보회로를 나타낸 블록도.

도 4는 상기 도 3에 도시된 가스경보회로에 설치된 가스경보기가 가스경보신호를 발생하는 가스검출신호를 도시한 그래프.

도 5는 상기 도 3에 도시된 가스경보회로의 가스경보기를 상세히 도시한 회로도.

도 6은 종래의 가스경보회로의 가스경보신호에 오류가 발생된 것을 도시한 그래프.

도 7은 본 발명에 의한 가스누출 감지방법을 도시한 흐름도.

도 8은 본 발명의 가스경보회로를 개략적으로 도시한 블록도.

도 9는 실내 온도에 따라 가스감지신호에 보상하는 온도보상값의 변화를 도시한 그래프.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 가스감지부 200 : 마이콤

200' : 연산부 300 : 가스경보 신호발생부

400 : 실내온도감지부

본 발명은 가스경보기에서 출력되는 가스경보신호의 신뢰도를 높이기 위하여 가스난방기에 의해 난방되는 실내의 온도에 대한 보상값을 이용하여 가스경보신호를 보정하는 것이 특징이다.

본 발명은 가스감지신호가 소정의 레벨로 일정시간 지속되면 가스경보신호를 출력하는 단계(s100)와, 그 가스경보신호에 실내의 온도를 참조하여 보정한 가스경보값을 출력하는 단계(s200), 그리고 보정된 가스경보값이 기준 회수 이상으로 지속되면 가스누출경보를 실시하는 단계(s300)를 포함하여 이루어져 있다.

본 발명의 가스누설 감지방법은 도 7에 도시된 흐름도와 같다.

먼저, 본 발명은 가스센서에서 출력된 가스감지신호가 소정의 레벨로 일정시간 지속되면, 소정의 가스경보신호를 출력한다. 이 때, 가스경보신호를 출력하는 단계는 가스감지신호의 레벨을 판단하는 단계와(s110), 그 레벨이 소정의 범위 내에 포함되면 가스감지신호의 출력 시간을 판단하는 단계(s120), 그리고 그 출력 시간이 일정 시간 지속되면 다음의 수학식을 통해 가스경보신호를 출력하는 단계(s130)로 이루어진다.

이 때, 기준전압(V_ref)는 5 볼트 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 가스난방기의 제어회로가 처리하는 신호의 레벨이 5 볼트 정도이기 때문이다.

본 발명에 의한 가스경보신호를 출력하는 단계는 가스센서에서 출력된 가스감지신호의 레벨이 2.5 볼트와 5 볼트 사이의 범위로 유지되면 그 가스감지신호의 출력 시간을 판단한다. 만약, 가스감지신호의 레벨이 2.5 볼트 이하이면, 본 발명에 의한 가스검출장치는 가스의 누출이 경보신호를 출력할만큼 많지 않다고 판단한다. 그리고, 가스감지신호의 레벨이 5 볼트 이상이면, 본 발명에 의한 가스검출장치는 회로 내부, 혹은 외적인 요인에 의해 에러가 발생되었다고 판단하여 그에 따른 적절한 조치를 취한다. 그 조치에 관한 것은 본 발명과 아무런 상관이 없으므로, 본 발명의 상세한 설명에서는 생략하도록 한다.

그리고, 가스감지신호의 출력 시간이 1 초 이상 지속되면, 본 발명에 의한 가스검출장치는 가스의 누출량이 경보신호를 출력할만큼 많아졌다고 판단하여 소정의 가스경보신호를 출력한다. 이 때, 본 발명은 종래의 가스감지방법과 달리 가스경보신호를 그대로 출력하지 않고, 소정의 온도센서에 의해 감지된 실내 온도를 참조하여 가스경보신호를 보정한 가스경보값을 산출한다.

본 발명에 의해 가스경보값을 산출하는 단계(s200)는 실내의 온도를 감지하는 단계(s210)와, 실내의 온도에 따라 기설정된 온도보상값을 산출하는 단계(s220), 그리고 가스경보신호를 온도보상값으로 나누어 가스경보값을 연산하는 단계(s230)로 이루어진다. 즉, 본 발명의 가스경보값은 다음의 수학식 2를 통해 산출된다.

그리고, 가스경보신호를 나누어 가스경보값으로 연산하는 온도보상값은 온도에 따라 변하는 가스검지부의 출력치에 해당하는 값으로서, 가스검지부에 설치된 가스센서의 고유값이다. 표 1은 이러한 온도보상값의 한 예를 나타낸 것이고, 도 9는 온도에 따른 온도보상값을 도시한 그래프이다.

온도	보상값
50℃	0.825
20℃	1.0
10℃	1.13
0℃	1.33
-20℃	1.96

도 9에 도시된 것과 같이 가스검지부의 출력값, 즉 가스경보를 실시하는 가스경보값은 온도가 증가함에 따라 비선형적으로 감소하는 특성을 가지고 있다.

상술한 단계를 통해 가스경보값이 출력되면, 본 발명은 그 가스경보값이 소정의 기준 회수 이상 출력되면, 가스누출경보를 실시한다. 이 때, 본 발명에 의해 실시되는 가스누출경보는 가스경보값을 소정의 기준값과 비교하는 단계(s310)와, 가스경보값이 기준값 이하이면 경보누적카운터를 초기화하는 단계(s320), 가스경보값이 기준값 이상이면 경보누적카운터를 증가시키는 단계(s370), 그리고 경보누적카운터가 소정의 개수 이상(s330, s340)이면 가스누출신호를 발생하는 단계(s350. s360)를 포함하여 이루어진다.

즉, 본 발명은 가스경보값이 소정의 기준값보다 낮으면, 가스누출이 많지 않거나 신호의 잡음일 가능성이 크다고 판단하여 경보누적카운터를 초기화한다. 그리고, 가스경보값이 소정의 기준값보다 높으면, 가스누출이 증가하고 있다고 판단하여 경보누적카운터를 증가시킨다. 그래서, 경보누적카운터가 소정의 개수 이상이면, 본 발명에 의한 가스감지장치는 가스누출신호를 발생시켜 가스 누출에 대한 경보를 실시한다.

이 때, 가스경보값의 비교 대상인 기준값은 도 7의 흐름도에 도시된 바와 같이 1 이다. 즉, 수학식 2에 의해 산출된 가스경보값이 1 보다 크면 경보누적카운터를 증가시키고, 가스경보값이 1 보다 작아지면 경보누적카운터를 초기화한다.

본 발명의 가스누출신호를 발생하는 단계는 경보누적카운터가 소정의 최저경보회수 이상이고 최고경보회수 이하이면, 가스누출에 대한 경보를 실시하고 경보누적카운터를 증가시키는 단계(s350, s370)와, 경보누적카운터가 최고경보회수 이상이면 가스누출에 대한 경보를 실시하고 가스난방기의 동작을 정지시키는 단계(s360, s380)로 구성된다. 이 때, 가스누출에 대한 경보는 가스난방기에 설치된 경보기기에 따라 경고등을 점멸함으로써 실시될 수 있고, 부저음을 울림으로써 실시될 수도 있다.

예를 들어, 경보누적카운터가 4 회 이상이고 10 회 이하이면, 본 발명에 의한 가스누출 감지장치는 가스누출 경고등을 점멸(s350)시켜 가스누출 경보를 실시하고, 경보누적카운터가 10 회 이상이면, 가스누출 경고등을 점멸시키면서 동시에 부저음을 울려(s360) 가스누출 경보를 실시하도록 구성될 수 있다.

상술한 것과 같은 본 발명의 가스누출 감지방법을 실시하는 가스누출 감지장치는 도 8에 도시된 것과 같이 가스난방기의 가스 누출량에 따라 가스감지신호(P₁)를 출력하는 가스감지부(100)와, 가스난방기에 의해 난방되는 실내의 온도를 측정하는 온도감지부(400), 온도감지부(400)에서 측정된 실내의 온도(P₂)에 따라 가스감지신호의 레벨을 보상하여 가스경보신호를 출력하는 마이콤(200)의 연산부(200'), 그리고 가스경보신호를 입력받아 가스누출에 대한 경보를 실시하는 가스경보신호발생부(300)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 가스누출 감지방법은 종래의 가스누출 감지방법에 비해 온도에 따른 가스경보값을 보상해 주므로, 종래보다 정확하고 신뢰도 높게 가스를 검출할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 가스누출 감지장치는 실내온도 감지부에 의해 실내온도를 가스경보신호에 보상해 줄 수 있어 종래보다 정확하게 가스의 누출 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 가스난방기에 설치된 가스경보기의 가스누설 감지방법에 있어서,

   가스센서에서 출력된 가스감지신호가 소정의 레벨로 일정시간 지속되면, 소정의 가스경보신호를 출력하는 단계,

   상기 가스경보신호에 소정의 온도센서에 의해 감지된 실내온도를 보상하여 가스경보값을 출력하는 단계, 그리고

   상기 가스경보값이 소정의 기준 회수 이상으로 지속되면 가스누출경보를 실시하는 단계를 포함하여 이루어진 가스난방기의 가스누설 감지방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스경보신호를 출력하는 단계는

   가스센서에서 출력된 가스감지신호의 레벨을 판단하는 단계,

   상기 가스감지신호의 레벨이 소정의 범위 이내이면 가스감지신호의 출력 시간을 판단하는 단계,

   상기 가스감지신호의 출력이 소정의 시간 이상 지속되면 기준신호의 레벨에서 상기 가스감지신호의 레벨만큼 감한 값을 상기 가스감지신호의 레벨로 나누어 상기 가스경보신호를 연산하는 단계를 포함하여 이루어진 가스난방기의 가스누설 감지방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 범위는 2.5 볼트와 5 볼트 사이임을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 시간은 1 초 인 것을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 가스경보값을 출력하는 단계는

   상기 가스난방기에 의해 난방되는 실내의 온도를 감지하는 단계,

   상기 실내의 온도에 따라 기설정된 온도보상값을 산출하는 단계,

   상기 가스경보신호를 상기 온도보상값으로 나누어 상기 가스경보값을 연산하는 단계를 포함하여 이루어진 가스난방기의 가스누설 감지방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 가스누출경보를 실시하는 단계는

   상기 가스경보값을 소정의 기준값과 비교하는 단계,

   상기 가스경보값이 상기 기준값보다 낮으면 경보누적카운터를 초기화하는 단계,

   상기 가스경보값이 상기 기준값보다 높으면 경보누적카운터를 증가시키는 단계, 그리고

   상기 경보누적카운터가 소정의 개수 이상이면 가스누출신호를 발생하는 단계를 포함하여 구성된 가스난방기의 가스누설 감지방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 기준값은

   5 볼트의 기준전압에서 상기 가스감지신호의 전압값을 감하는 제 1 단계와,

   상기 제 1 단계에서 산출된 값을 상기 가스감지신호의 전압값으로 나누는 제 2 단계, 그리고

   상기 제 2 단계에서 산출된 값을 기설정된 보상값으로 나누는 제 3 단계를 거쳐서 연산되는 것을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 기준값은 1 임을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 가스누출신호를 발생하는 단계는

   상기 경보누적카운터가 최저경보회수 이상이고 최고경보회수 이하이면, 가스누출에 대한 경보를 실시하고, 경보누적카운터를 증가시키는 단계, 그리고

   상기 경보누적카운터가 최고경보회수 이상이면, 가스누출에 대한 경보를 실시하고 상기 가스난방기의 동작을 정지시키는 단계로 구성된 가스난방기의 가스누설 감지방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 최저경보회수는 4 회인 것을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 최고경보회수는 10 회인 것을 특징으로 하는 가스난방기의 가스누설 감지방법.
12. 가스난방기에서,

    가스의 누출양에 따라 가스감지신호를 출력하는 가스감지부,

    상기 가스난방기에 의해 난방되는 실내의 온도를 측정하는 온도감지부,

    상기 온도감지부에서 측정된 온도에 따라 상기 가스감지신호의 레벨을 보상하여 가스경보신호를 출력하는 마이콤, 그리고

    상기 가스경보신호를 입력받아 가스의 누출에 대한 경보를 실시하는 가스경보신호발생부를 포함하여 구성된 가스난방기의 가스누설 감지장치.