KR200188228Y1 - 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스보일러에서 순환펌프의 동작의 유무를 확인하고 나아가 펌프의 회전수까지 검지할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

종래의 순환펌프는 펌프를 구동함에 있어서, 회전검지센서를 구비하지 않았기 때문에 그 동작의 작동유무를 확인 할 수 없는 단점으로 인하여 순환펌프가 동작하지 않을 경우에 가스보일러의 순환시스템의 내구성을 저하시키는 등의 문제점들을 갖고 있다.

이에 본 고안은 시스템에 전원을 인가하는 단계, 순환펌프를 온시키는 단계, 센서의 감지에 의해 회전검지전압이 발생되는 단계, 회전검지입력시간을 소정의 시간만큼 지연시키는 단계, 비교기준전압과 회전검지전압을 비교하는 단계, 상기 비교결과가 회전검지전압이 비교기준전압보다 크면, 순환펌프의 회전동작으로 인식하는 단계, 상기 인식된 회전검지신호를 정형화시키는 단계, 상기 순환펌프를 제어하는 마이컴 제어부로 정형화된 검지신호를 전송하는 단계, 상기 마이컴 제어부에서 회전검지전압으로 생성되는 펄스의 수를 계산하여 순환펌프의 기본 회전수를 판단하는 단계, 상기 순환펌프의 회전수가 정상인지를 판단하는 단계 및 상기 회전수가 정상이면, 일정회전수로 순환펌프를 구동시키는 단계를 구비하여 이루어지는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지 장치를 제공한다.

Description

가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치{PUMP OPERATION DETECTING CIRCUIT}

본 고안은 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 순환펌프의 동작의 유무를 확인하고 나아가 펌프의 회전수까지 검지할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러용 순환펌프는 크게 두 가지 종류가 있다. 첫째는 일체형 순환펌프로서 회전을 구동시키는 펌프와 펌프의 고정자(Stator)와 동축상에 있어 펌프의 회전자(Rotor)와 함께 회전하는 임펠러(Impeller)로 구성되어 있으며, 둘째는 분리형 순환펌프로서 펌프와 임펠러가 분리되어 구성되어 있다.

상기 분리형 순환펌프에서 펌프와 연결되어 있는 주 마그네트(Magnet)와 임펠러의 부 마그네트사이에는 자장(Magnet Field)이 형성되어 임펠러가 회전하게 된다.

종래의 마그네트 분리형 순환펌프는 펌프를 구동함에 있어서, 회전검지센서를 구비하지 않았기 때문에 그 동작의 작동유무를 확인 할 수 없는 단점으로 인하여 순환펌프가 동작하지 않을 경우에 가스보일러의 순환시스템에 큰 문제점을 갖고 있다. 예를 들면, 순환펌프가 동작하지 않는 상태에서 보일러를 연소하는 경우 유량의 이동이 없기 때문에 난방수의 과열로 인하여 순환수로가 폭발할 수 있으며, 전체 시스템의 수명을 단축시키는 등의 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 고안의 목적은 회전검지센서를 구비하여 직접적으로 순환펌프의 구동여부를 인지하여 제어함으로서 가스보일러의 시스템의 신뢰성을 높이고 내구수명을 극대화시키는 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안이 적용되는 가스보일러의 전체 시스템도,

도 2는 본 고안에 따른 가스보일러용 순환펌프의 회전검지를 나타낸 흐름도,

도 3은 본 고안에 따른 가스보일러용 순환펌프의 회전검지 장치를 나타낸 블록도,

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 가스보일러용 순환펌프의 회전검지를 위한 회로도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

26: 순환펌프 33: 수류스위치 TH1: 써미스터1

TH2: 써미스터2 100: 펌프 회전부 200: 회전 검지부

300: 회전검지 판단부 400: 마이컴 제어부

상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안을 첨부 도면에 의거하여 좀더 상세히 설명하면 더욱 명백해질 것이다.

즉, 도 1은 본 고안이 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(18)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 상류로부터 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 수돗물을 통해 물을 방출하여 사용자에게 공급되는 온수의 직접적인 난방출탕측 온도를 검지하는 써미스터1(TH1) 및 난방환수측 온도를 검지하는 써미스터2(TH2)가 부착된 온수방출관(31), 가스보일러의 외부로부터의 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 가스보일러(1)의 내부에서 압력이 상승되는 것을 방지하고 물의 흐름을 가스보일러(1)의 내부폐회로를 만들어 순환시키기 위한 바이패스관(38)이 설치되어 있으며, 가스보일러(1)의 케이싱(2)에 저온감지 써미스터3(TH3)가 구성되어 있다.

또한 가스보일러용 순환펌프(26)의 회전검지는 시스템에 전원을 인가한 후 순환펌프(26)를 온시키고, 센서에 의해 회전검지전압이 발생되면, 회전검지입력 시간을 소정의 시간만큼 지연시킨다. 그리고 비교기준전압()과 회전검지전압 ()을 비교하여 상기 비교결과 회전검지전압이 비교전압보다 크면, 순환펌프 (26)의 회전동작으로 인식한다. 상기 회전검지신호를 필터링하여 정형화시킨 후, 상기 정형화된 검지신호를 마이컴 제어부로 전송시킨다. 정형화된 검지신호를 입력받은 상기 마이컴 제어부에서는 순환펌프(26)의 기본 회전수를 판단하고, 상기 순환펌프(26)의 회전수가 정상인지를 판단하여 상기 회전수가 정상이면, 일정회전수로 순환펌프(26)를 구동시키도록 구성되어 있다.

또한 상기를 실시하기 위한 장치에 대해서, 가스보일러용 순환펌프(26)의 회전검지장치는 상기 순환펌프(26)의 구동에 의해서 회전되는 펌프 회전부, 상기 펌프 회전부에 의해서 생기는 자장의 변화를 검지하는 회전 검지부, 상기 회전 검지부에서 얻은 회전검지신호를 비교전압과 비교한 후 정형화시키는 회전검지 판단부 및 상기 회전검지 판단부로부터 출력된 정형화된 회전검지신호를 입력받아 회전수를 판단하고 순환펌프(26)를 제어하는 마이컴 제어부로 구성되어 있다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 회전 검지부에 의해서 발생되는 자장의 변화검지는 홀 센서에 의해서 이루어질 수 있으며, 순환펌프(26)의 출수구에 위치한 수류스위치(33)의 온/오프 동작에 의해서도 검지될 수 있다. 또한 상기순환펌프(26)는 마그네틱 분리형 펌프이며, 상기 마그네틱 분리형 펌프는 6극으로 이루어질 수 있다.

상기 순환펌프(26)의 회전수 감지는 전체극 수를 2로 나누고 그 나눈 수만큼의 펄스를 검지하여 수행되도록 구성되어 있다.

본 고안은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 하기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 다음의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 가스보일러용 순환펌프(26)의 회전검지를 나타낸 흐름도를 나타낸다. 우선 시스템에 전원이 인가되면(S1), 순환펌프(26)에도 전원이 전달된다(S2). 이에 펌프순환부인 순환펌프(26)가 회전함에 따라 마그네트의 회전에 의해 자장이 형성되고 이를 회전검지부인 회전검지센서에 의해서 검지한다. 이때 회전검지전압()이 발생되고(S3) 이를 셈하여 순환펌프(26)의 회전수를 검지할 수 있다. 여기에서 상기 회전검지센서(S)는 홀 센서(Hall Sensor)로서 이루어지며, 상기 회전검지전압은 다음의 수학식 1에 의해서 구하여 진다.

여기에서,는 홀계수, d는 홀소자 두께,는 홀전류,는 입사 자속 각,는 불평형계수,는 출력 홀전압, B는 자속을 나타낸다.

상기 입력된 회전검지는 도중에 발생되는 잡음(Noise)을 방지하기 위하여 회전검지입력을 소정의 시간(Tsec)동안 지연시킨다(S4).

상기 입력된 회전검지신호는 회전판단부에서 판단되기 전에 비교기에 의해서 회전검지전압과 비교기준전압과 비교함으로서(S5) 입력된 펄스가 확실히 순환펌프 (26)의 동작에 의해서 발생된 신호인지를 판단한다. 따라서 상기 순환펌프(26)의 회전검지를 인식한(S6) 후 회전검지신호를 필터링(Filtering)을 통해 잡음을 제거하여 마이컴 제어부(400)로 전송한다(S7).

상기 정형화된 회전검지신호를 입력받은 마이컴 제어부(400)는 회전수를 판단한다(S9). 상기 회전수는 입력되는 펄스의 수로 계산되는데, 만일 순환펌프(26)가 6극 마그네트 펌프라면, 두극(양극, 음극)이 한 쌍으로 구성되어 있으므로 두극이 지나가면 하나의 펄스가 생기고, 따라서 세 펄스가 생기면 순환펌프(26)가 한바퀴 회전하는 것으로 인식할 수 있다. 그리고 상기 계산된 순환펌프(26)의 회전수와 정상회전수를 비교·판단하여(S10) 그 오차를 인지하여 보정하고 보정된 순환펌프 (26)의 회전수로 일정하게 구동시킨다(S11).

도 3은 본 고안에 따른 가스보일러용 순환펌프의 회전검지 장치를 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 가스보일러용 순환펌프의 회전검지를 위한 회로도이다.

첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 순환펌프(26)에 전원이 공급되어 회전을 하게되면 펌프 회전부(100)가 동작한다. 이에 회전 검지부(200)에 있는 홀센서(S)에 의해서 상기 순환펌프(26)의 회전동작이 감지되고, 감지된 회전감지신호는 회전검지 판단부(300)의 각 저항(R1, R2) 및 커패시터(C1)를 통해 비교기 (Comparator)에 도달된다. 상기 비교기에 입력된 회전검지전압과 기준전압를 비교하여 회전여부를 판단하고, 이를 정형화시킨다. 이 정형화된 회전검지신호는 저항 (R6, R7) 및 커패시터(C3)를 통하여 마이컴 제어부(400)로 출력시키고, 이에 신호를 입력받은 마이컴 제어부(400)는 회전검지신호를 분석하여 현재 순환펌프(26)의 회전수를 판단하고 그에 대한 회전수를 제어한다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 고안은 회전검지센서를 구비하여 직접적으로 펌프의 구동여부를 인지하고 순환펌프의 회전수까지 판단하여 순환펌프를 완벽하게 비례제어함으로서 시스템의 신뢰성을 높이고 내구수명을 극대화하는 매우 유익한 고안임이 명백하다.

Claims (5)

1. 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치에 있어서,

   상기 순환펌프(26)의 구동에 의해서 회전되는 펌프 회전부(100), 상기 펌프회전부(100)의 동작에 의해서 생기는 자장의 변화를 검지하는 회전 검지부(200), 상기 회전 검지부(200)에서 얻은 회전검지전압()을 기준전압()과 비교하여 판단한 후 그 신호를 다시 정형화시키는 회전검지 판단부(300) 및 상기 회전검지 판단부(300)로부터 전형화되어 출력된 회전검지전압()을 입력받아 회전수를 판단하여 순환펌프(26)를 제어하는 마이컴 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전 검지부(200)에서 검지되는 자장변화는 홀 센서의 감지에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전 검지부(200)는 순환펌프(26)의 출수구에 위치하여 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(33)의 온/오프 동작에 의해서도 검지될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 순환펌프(26)는 마그네틱 분리형 펌프인 것을 특징으로 하는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 마그네틱 분리형 펌프는 6극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스보일러용 순환펌프의 회전검지장치.