KR20090123983A - 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법 - Google Patents

보일러 내의 액체 레벨 판정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보일러(12) 내부의 액체의 온도를 나타내는 온도(T)를 감지하기 위한 온도 센서(24)를 갖는 장치(10)의 보일러(12) 내의 액체 레벨 판정 방법으로서, 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)의 일시적인 편향을 유도하는 단계, 상기 편향 유도 이후 온도 센서(24)에 의해 감지되는 평가 온도(Tev)를 판정하는 단계, 및 적어도 평가 온도(Tev)로부터 액체 레벨을 판정하는 단계를 포함하는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법에 관한 것이다. 유리하게, 본 발명은, 편향을 모니터링하고 편향의 극한값(Tmax, Tmin)을 평가 온도(Tev)로 규정함으로써 평가 온도(Tev)가 판정되는 것을 제공한다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 실행하도록 구성된 증기 발생 장치와, 이러한 증기 발생 장치를 갖는 가전 제품에 관한 것이다.
증기 발생 장치, 보일러, 온도 센서, 액체 레벨 판정, 평가 온도, 편향

Description

보일러 내의 액체 레벨 판정 방법{METHOD FOR DETERMINING THE LIQUID LEVEL IN A BOILER}
본 발명은 일반적으로 보일러 내부의 액체의 온도를 나타내는 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 갖는 장치의 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법으로서, 온도 센서에 의해 감지되는 온도의 일시적인 편향(deflection)을 유도하는 단계, 편향 유도 이후 온도 센서에 의해 감지되는 평가 온도를 판정하는 단계, 및 적어도 평가 온도로부터 액체 레벨을 판정하는 단계를 포함하는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법에 관한 것이다.
증기 발생 장치는 예를 들어 천을 다림질하기 위해 사용될 수 있는 증기를 발생시키도록 물을 가열하기 위해 사용된다. 이들 장치에서, 증기는 물의 온도가 가열 디바이스 및 온도 센서에 의해 이하와 같이 특정 온도 범위 내에서 조절될 수 있는 보일러 내에서 발생된다: 온도 센서의 온도 신호가 물의 온도가 특정 레벨 미만으로 강하한 것을 나타낼 때, 가열 디바이스가 작동되고 물이 가열된다. 온도 신호가 물 온도가 특정 레벨을 초과하여 상승한 것을 나타내면, 가열 디바이스는 작동 중지된다.
일반적으로, 이러한 증기 발생 장치에서, 보일러는 대형 물탱크로부터 자동 으로 물로 재충전된다. 원활한 재충전 동작을 실현하기 위한 필수 조건으로서, 보일러 내부의 물 레벨은, 물 레벨이 특정 레벨 미만으로 떨어질 때 물이 보일러 내에 재충전되도록 검출되어야 한다. 보일러 내부에 설치될 물 레벨 센서는 보일러 내부의 석회화(calcification) 또는 부정확한 감지를 초래할 수 있는 탈염수(de-mineralized water)의 사용으로 인해 얼마 못가서 부정확한 결과를 제공할 것이다.
EP 0 843 039 B1호는 가열 요소와 연관되고 펌프에 의해 물을 공급받는 증발 보일러, 증기를 배출하기 위한 솔레노이드 밸브, 및 보일러 내에 도입되는 물의 양을 모니터링하고 펌프를 제어하기 위한 온도 센서 또는 압력 센서를 구비하는 조절기 수단을 포함하는 증기 발생기로서, 상기 조절기 수단은 온도 또는 압력의 편차를 표시하는 곡선의 기울기 값의 함수로서 펌프를 작동시키기 위한 연속 측정을 취하기 위한 전자 시스템과 결합되고, 상기 기울기는 전자 시스템에 의해 분석되는, 증기 발생기를 개시하고 있다.
그러나, 온도의 편차를 표현하는 곡선의 기울기 값에 따라 펌프를 작동시키는 것은, 이 기울기 법이 곡선의 기울기의 가장 작은 편차마저도 검출되도록 얇은 벽을 통한 매우 직접적인 열전달을 필요로 하기 때문에, 매우 정확하고 고가의 온도 센서를 필요로 한다. 또한, 이러한 온도 센서의 장착은 필요한 감지 정확도가 보일러 내부의 물과 온도 센서 사이의 매우 양호한 열전도성을 필요로 하기 때문에 많은 수고 비용이 들게 한다. 필요한 감지 정확도는 온도 센서의 적절한 장착을 위해 온도 센서를 편평부에 설치될 것을 요구하는데, 이는 셸(shell) 형성을 복잡하게 만든다. 온도 센서와 보일러 셸 사이에 열전도성 페이스트가 도포될 수도 있 다. 그러나, 이는 부가의 장착 과정을 필요하게 한다. 온도 센서를 다른 장소에 설치하는 것은 불가능한데, 이는 EP 0 843 039 B1호에 개시된 방법으로 물 레벨을 판정하기에는 감지 정확도가 불충분할 것이기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 레벨의 판정에 있어서 필적할만한 정확도를 제공하고 필요한 온도 센서의 설치에 있어서 더 높은 융통성을 제공하는, 증기 발생 장치의 보일러 내의 액체 레벨을 판정하는 다른 판정 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 부가의 개선점 및 바람직한 실시예는 종속 청구항에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 보일러 내부의 액체의 온도를 나타내는 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 갖는 장치의 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법으로서, 온도 센서에 의해 감지되는 온도의 일시적인 편향을 유도하는 단계, 상기 편향 유도 이후 온도 센서에 의해 감지되는 평가 온도를 판정하는 단계, 및 적어도 평가 온도로부터 액체 레벨을 판정하는 단계를 포함하며, 상기 평가 온도는, 상기 편향을 모니터링하고 편향의 극한값을 평가 온도로서 규정함으로써 판정되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법이 제공된다. 이 방법은 보일러 내부의 액체 레벨이 매우 정밀한 고가의 온도 센서를 사용할 필요 없이 매우 정확하게 감지될 수 있다는 장점을 제공한다. 이 방법은 보일러의 벽에 직접 온도 센서를 배열하지 않고 그 감지 온도가 액체의 온도를 나타내는 임의의 장소에 온도 센서를 설치할 수 있는 가능성도 제공한다. 본 발명의 주요 장점은 본 발명의 방법에 의하면 기울기 법에 비해 설계 제약이 극복될 수 있다는 것이다. 극한값을 사용하여 액체 레벨을 판정함으로써, 기울기 법에 비해 어떠한 시간 양상도 존재하지 않기 때문에(기울기는 온도-시간 곡선의 1차 도함수임), 판정은 더 이상 까다롭지 않다. 또한, 가열 디바이스의 가열 플레이트와 접촉하는 이미 이용가능한 온도 센서를 사용할 수도 있다. 본 명세서에 사용되는 문구에서, 일시적인 편향이란, 온도 추이(temperature course)(또는 곡선)가 포지티브 곡선[오버샷(overshot)] 형태의 특정 동작 후에 상승하고 이어서 다시 강하하여 최대값을 남기는 것을 의미한다. 또한, 일시적인 편향이란, 온도 추이(또는 곡선)가 네거티브 곡선[언더샷(undershot)] 형태의 특정 동작 후에 강하하고 이어서 다시 상승하여 최소값을 남기는 것을 의미한다. 전술한 평가 온도 판정은 두 단계, 즉 편향을 모니터링하는 단계와, 편향의 극한값을 평가 온도로서 규정하는 단계로 구성된다. 편향을 모니터링한다는 것은, 온도를 연속적으로 감지함으로써 온도 추이가 관찰된다는 것을 의미한다. 극한값은 편향의 극한값에 도달하는지를 판정할 수 있도록 2개의 연속적인 온도 값을 비교함으로써 판정될 수 있다. 본 발명은 이하의 현상을 분석하는데 적합하다. 증기 발생 장치의 작동 중에 액체가 재충전되어 재충전된 액체가 보일러 내부에 이미 있는 액체 위에 놓이고 상기 재충전된 액체가 온도 센서가 온도를 감지하는 부근의 지점으로 안내될 때, 재충전된 저온 액체는 최소 온도값으로의 온도 강하를 초래한다. 그러면, 이미 존재하는 고온 액체가 재충전된 저온 액체와 혼합되어 온도 센서에 의해 감지되는 온도를 다시 상승시킬 것이다. 온도 추이의 이 하향 피크를 온도 언더샷으로 지칭하고, 그 크기는 보일러 내부의 액체 레벨에 의존한다. 증기 발생 시스템에 전원이 공급되면, 가열 디바이스의 작동으로 인해 온도가 상승한다. 가열 디바이스의 전원이 차단된 후에도, 가열 디바이스 내에 축적된 열 때문에 온도는 여전히 최대값으로 상승할 것이다. 이후, 온도 센서에 의해 감지되는 온도는 보일러 내부의 액체 레벨에 의존하는 특정 최대값에 도달한 후에 다시 감소되는데, 액체 레벨이 높을수록, 축적된 열은 가열 디바이스가 꺼진 후에 가열 디바이스로부터 더 많이 방출된다. 온도 추이의 이 상향 피크를 온도 오버샷으로 지칭한다. 본 발명의 방법은 온도의 극한값을 검색함으로써 온도 언더샷 또는 온도 오버샷을 감지하여 양 상황에서 정확하게 액체 레벨을 분석하는데 적합하다.
특정 실시예에 따르면, 온도의 일시적인 편향은 액체를 가열하기 위해 가열 디바이스를 켬으로써 유도되는 것이 바람직하다. 이 실시예는 증기 발생 시스템에 전원이 공급되어 가열 디바이스의 작동으로 인해 온도가 상승하게 되는 전술한 경우에 적용된다. 이 실시예에서, 일시적인 편향은 온도 오버샷이다.
유리하게, 액체 레벨은 평가 온도가 제 1 저레벨 임계값 이상이면 낮은 것으로 판정된다. 부가의 기준값, 예를 들어 가열 시작시의 온도 또는 가열 디바이스가 꺼지는 온도를 가지므로, 보일러 내부의 액체 레벨을 판정하는데에는 온도 평가만이 필요하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가열 디바이스는 온도가 제 1 임계 온도 이상이 될 때까지 켜진 상태로 유지된다. 이 실시예에서, 이는 극한 온도를 판정하기 위해 모니터링을 시작하기 위한 관련 시간이다. 임계 온도를 지나서 가열 디바이스를 끈 후, 온도는 온도 추이가 오버샷을 그리도록 다시 강하되기 전에 피크 또는 최대값까지 여전히 상승한다.
특정 실시예에서, 액체 레벨은 평가 온도와 제 1 임계 온도 사이의 차이가 제 2 저레벨 임계값 이상이면 낮은 것으로 판정된다. 제 2 저레벨 임계값은 소정의 온도차이다. 이 실시예는 증기 발생 장치의 시동 중에 액체 레벨을 감지하도록 의도된 것이다.
다른 실시예에 따르면, 온도의 일시적인 편향은 보일러 내에 액체를 충전함으로써 유도된다. 이 실시예는 보일러로부터 증기를 추출한 후에 보일러 내에 액체 레벨을 유지하기 위한 규칙적인 반복 절차에 기초하여 액체가 보일러 내에 충전되는 전술된 경우에 적용된다. 이 실시예에서, 일시적인 편향은 온도 언더샷이다.
이와 관련하여, 액체 레벨이 비교 온도와 평가 온도 사이의 차이에 기초하여 판정되면 유리하며, 여기에서 비교 온도는 보일러 내로의 액체의 충전이 시작될 때 감지된다. 따라서, 비교 온도가 충전 작동의 초기에 또는 시작되기 직전에 감지될 때, 액체 레벨의 판정을 위한 기준값이 얻어질 수 있고, 이는 소정 양의 액체를 충전함으로써 발생되는 온도 강하를 명확하게 나타낸다. 소정의 양으로 인해, 이 방법은 보일러 내부의 액체 레벨을 판정하기 위해 실제 온도 강하와 예측된 온도 강하를 비교할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 비교 온도는 보일러로부터 증기를 추출하는 누적 시간이 증기 발생 임계값 이상이 된 후에 감지된다. 특정 기간 동안 증기를 추출한 후에는, 보일러 내부에 충분한 액체 레벨을 유지하기 위해 정해진 체적의 액체가 반드시 보일러 내에 재충전되어야 한다. 본 발명은 본 발명에 따른 액체 레벨을 검출하기 위한 방법과 이 자동으로 반복되는 재충전 작동을 조합할 수 있다.
재충전이 충분하지 않으면, 증기 발생 임계값은 이전에 판정된 액체 레벨에 따라 변경된다. 따라서, 재충전에도 불구하고 액체 레벨이 낮은 것으로 판정되면, 다음의 정해진 체적의 액체가 재충전될 때까지의 인터벌은 증기 발생 임계값을 소정의 값으로 설정함으로써 단축된다. 높은 액체 레벨이 판정되는 경우에, 재충전 인터벌은 증기 발생 임계값을 증가시킴으로써 확장된다.
다른 유리한 실시예에서, 보일러 내의 액체 레벨이 펌프의 작동에도 불구하고 상승되지 않으면, 펌프에 의해 보일러에 액체를 공급하는 액체 탱크가 비어있다고 판정된다. 이와 같이, 본 발명은 또한 보일러에 공급하는 액체 탱크가 비어있음(empty)을 검출 및 표시하도록 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 전체 액체 관리에 적합하고, 단일의 온도 센서를 필요로 할 뿐이다.
본 발명에 따르면, 전술한 것과 동일한 장점을 제공하는 증기 발생 장치 및 가전 제품 또한 제공된다.
본 발명의 상기 및 기타 양태는 이하에 설명되는 실시예로부터 명백해지고 이 실시예를 참조하여 명료해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 증기 발생 장치의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 초기 물 레벨 감지의 흐름도이다.
도 3은 증기 발생 중의 물 레벨 감지의 흐름도이다.
도 4는 물탱크 비어있음 검출의 흐름도이다.
도 5는 다른 물탱크 비어있음 검출의 흐름도이다.
도 6은 물탱크 비어있음 루틴의 흐름도이다.
도 1은 본 발명에 따른 증기 발생 장치(10)의 개략적인 구성을 도시한다. 증기 발생 장치(10)는 스테인레스 스틸 재질의 적어도 2개의 성형 금속 셸을 연결함으로써 제조되는 물 보일러(12)를 포함한다. 보일러(12)는 편평한 저부 부분(16)을 갖고, 플라스틱 인클로저 내에 수평 배열로 장착된다. 비수평 배열과 같은 다른 배향도 가능하다. 보일러(12)의 편평한 저부 부분(16)은, 가열 플레이트(15)와, 열전달을 향상시키기 위해 금속간 층을 형성함으로써 또는 주조에 의해 가열 플레이트(15)에 부착되는 가열 요소(22)를 포함하는 가열 디바이스(14)에 부착된다. 가열 플레이트는 알루미늄으로 제조되며, 알루미늄 합금 또는 열전도성이 우수한 다른 재료 또한 사용될 수 있다. 가열 플레이트(15)는 편평한 상부 부분(18)을 포함하고, 이 편평한 상부 부분(18)이 금속간 층(20)의 형성에 의해 보일러 본체(12)의 편평한 저부 부분(16)에 부착된다. 금속간 층(20)은 용접, 브레이징(brazing), 납땜 등에 의해 형성될 수 있다. 가열 요소(22)는 또한 양호한 열전달 능력을 보장하기 위해 용접, 브레이징, 납땜, 유사한 접합 방법에 의해 금속간 층을 형성함으로써 또는 주조에 의해 가열 플레이트(15)에 부착된다. 또한, 가열 디바이스(14)는 보일러(12) 내부의 물 온도를 나타내는 온도(T)를 감지하기 위한 온도 센서(24)를 포함한다. 증기 발생 장치(10)의 보일러(12)는 안전 밸브(32), 전기 증기 출력 밸브(34) 및 물 입구(36)를 추가로 구비한다. 보일러(12)의 물 입구(36)는, 바람직하게는 물을 보유하지만 특정 첨가제를 갖는 물과 같은 다른 액체도 저장할 수 있는 물탱크(40)와 연결된 전기 물 펌프(38)와 연결된다. 물 펌프(38)와 물 입구(36) 사이에는 탈기 밸브(de-airing valve)(42)가 제공되어, 보일러(12)와 물탱크(40)의 연결부를 대기로 개방시킬 수 있다. 더욱이, 보일러(12)는 전기 증기 출력 밸브(34) 및 증기 전달 호스(44)를 거쳐서 증기 다리미(46)와 연결된다. 증기 다리미는 증기 트리거(48)를 포함한다. 전자 제어 유닛(26)이 물 펌프(38), 가열 요소(22), 온도 센서(24), 전기 증기 출력 밸브(34), 및 전기 다리미(46)의 증기 트리거(48)와 연결된다. 이 전자 제어 유닛(26)은 증기 비율 선택 버튼 및 시스템 상태 표시를 위한 LED 라이트를 구비한 사용자 인터페이스를 제어한다.
증기 발생 장치(10)는 바람직한 실시예로서 제시된 증기 다리미 디바이스뿐 아니라, 스티머(steamer), 증기 세척기, 액티브 다림판, 안면 사우나(facial sauna), 증기 조리기, 커피 메이커 등을 포함하는 가전 제품(domestic appliance)에 사용하기에 적합하다. 온도 센서(24)는 보일러(12)의 물 레벨의 변화를 검출하는데 사용된다. 물 레벨이 특정 레벨보다 낮거나 보일러(12)가 비어있으면, 전자 제어 유닛(26)은 특정 기간 동안 펌프(38)를 작동시켜 물 레벨이 상승되도록 보일러(12) 내로 물을 펌핑한다. 탈기 밸브(42)는 보일러(12)와 대기를 연결시킴으로써 사용 후의 냉각 중에 보일러(12) 내부에 진공이 형성되는 경우에 보일러(12)가 물이 과충전되는 것을 방지한다. 온도 센서(24)는 가열 플레이트(15)(도시된 바와 같은) 상에 장착될 수도 있으며, 이와 같이 온도 센서(24)는 물 온도를 적절하게 감지하기 위해 보일러(12) 내부의 물과 양호하게 열 접촉하고 있는 영역에 인접하여 위치된다. 바람직하게, 온도 센서(24)는 물 입구(36)(도시된 바와 같은)의 아래의 위치에 배치되어, 도입되는 물이 온도 센서(24)의 감지 영역으로 안내되게 한다. 대안적으로, 온도 센서(24)는 보일러(12)의 측벽 상에 장착될 수도 있으며, 물 입구(36)를 통해서 공급되는 물은 벽의 내표면 아래로 흘러서 온도 센서(24)의 감지 영역으로 안내되어야 한다. 감지되는 온도가 미리 설정된(preset) 온도값보다 낮으면, 압력도 요구 레벨보다 낮다. 이 경우, 전자 제어 유닛(26)은 가열 요소(12)를 작동시킨다. 물 온도가 미리 설정된 온도값에 도달하거나 이를 초과했다고 온도 센서(24)가 신호하면, 가열 요소(22)는 전자 제어 유닛(26)에 의해 꺼진다. 이는 보일러(12) 내부의 증기 압력을 제어하는 간단한 방식이다. 증기 트리거(48)의 작동 이후에, 공기는 증기와 함께 배출될 것이다.
도 2는 초기 물 레벨 감지의 흐름도를 도시한다. 이 루틴은 증기 발생 장치(10)가 시동될 때 전자 제어 유닛(26)에 의해 실행된다. 단계 S100에서, 루틴은 증기 발생 장치(10)에 전원이 공급될 때 시작한다. 다음 단계 S102에서는, 가열 디바이스(14)를 켬으로써 보일러(12) 내의 물이 가열된다. 단계 S102에서의 가열 디바이스(14)의 켜짐에 기인하여, 보일러(12) 내의 물의 온도 따라서 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)가 증가하는 바, 즉 온도 추이가 상향으로 편향된다. 단계 S104에서, 루틴은 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)가 제 1 임계 온도(Tth1)에 도달하거나 이를 초과할 때까지 유지된다(도 2는 단지 ">" 부호를 도시하고 있지만, "≥" 부호도 동일한 효과를 가지며, 이는 ">" 또는 "≥" 부호가 사용되는 경우 본 명세서의 전체 개시 내용에 대해 적용됨). 제 1 임계 온도(Tth1)에 도달했는지를 검사하기 위해, 온도가 이에 따라 모니터링된다. 이와 관련하여, 모니터링이란 온도(T)가 연속적으로 감지되고 개별 감지되는 온도값이 각각의 조건을 충족하는지가 검사되는 것을 의미한다. 이 제 1 임계 온도(Tth1)에 도달하거나 이를 초과하자마자, 루틴은 단계 S106으로 진행하고, 여기에서 가열 디바이스(14)가 꺼진다. 가열 디바이스를 끄면 가열 플레이트(15) 내에 축적된 열에 기인하여 온도(T)가 최대 온도(Tmax)까지 더 상승하게 한다. 최대값에 도달한 후에, 온도는 다시 강하하여 방금 언급한 온도 편향을 일시적인 편향으로 만든다. 단계 S108에서, 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)는 제 1 임계 온도(Tth1)에 도달하자마자 다시 모니터링된다. 온도가 감소되자마자, 최고 온도(Tmax), 즉 최대값이 전자 제어 유닛(26)의 메모리 내에 평가 온도(Tev)로서 저장된다. 단계 S110에서, 평가 온도(Tev)가 제 1 저레벨 임계값(Tlow1) 이상이면 물 레벨이 낮은 것으로 간주되며, 여기에서 제 1 저레벨 임계값(Tlow1)은 X도(degree)의 값이다. 대안적으로, 단계 S110에서, 평가 온도(Tev)에서 제 1 임계 온도(Tth1)를 감산한 값이 제 2 저레벨 임계값(Tlow2) 이상이면 역시 물 레벨이 낮은 것으로 간주되며, 여기에서 제 2 저레벨 임 계값은 X도의 Δ- 값이다. 물 레벨이 낮은 것으로 판정되는 경우에, 단계 S112는 단계 S114로 루틴을 진행시키고, 여기에서 X초의 소정의 정해진 기간 동안 물 펌프(38)를 작동시킴으로써 소정 양의 물이 보일러(12) 내로 펌핑된다. 그렇지 않으면, 루틴은 단계 S114를 우회한다. 어느 경우든, 루틴은 초기 물 레벨 감지 루틴이 종료되는 단계 S116에 도달한다. 상기 루틴을 요약하면, 증기 발생 장치(10)의 시동 중에, 가열 디바이스(14)의 전원이 켜져서 물 온도 및 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)가 특정값으로 상승된다. 이후, 가열 디바이스(14)의 전원이 꺼진다. 가열 디바이스(14)의 전원을 끈 후에, 그 크기가 보일러(12) 내의 물 온도에 의존하는 온도 오버샷이 항상 존재한다. 물 레벨이 높을수록, 온도 오버샷이 낮아진다. 오버샷 크기에 기초하여, 물 레벨이 낮은 것으로 판정되면, 보일러(12) 내로의 물 펌핑을 시작하기 위해 초기 물 레벨이 감지될 수 있다.
도 3은 증기 발생 중의 물 레벨 감지의 흐름도를 도시한다. 이 루틴은 증기 발생 장치(10)의 작동 중에 반복적으로 실행된다. 정상 다림질 과정 중에는, 특정의 누적된 시간 동안의 증기 발생 후에 소정의 정해진 양의 물이 보일러(12) 내로 펌핑될 것이다. 이 재충전 동작은, 특정의 누적 기간 동안 증기가 추출된 후에 물이 보일러(12) 내로 재충전되는 것을 보장하기 위해 반드시 실행되어야 한다. 물의 재충전은 이 경우에 온도 센서(24)에서의 온도 오버샷인 네거티브한 일시적인 온도 편향을 발생시키는데, 이는 비교적 저온의 물이 온도 센서(24) 부근의 지점으로 안내되기 때문이다. 짧은 시간 내에 보일러(12) 내에 이미 존재하는 고온의 물이 재충전된 저온의 물과 혼합되어 온도(T)가 다시 상승하게 된다. 언더샷 크기, 즉 각각의 펌핑 후의 최소 온도는 보일러(12) 내의 물 레벨에 의존한다. 물 레벨이 높을수록, 언더샷은 적어진다. 이러한 증기 발생 중의 물 레벨 감지를 이제 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다. 물 레벨 감지 루틴은 증기 트리거(48)를 누름으로써 증기 발생이 수행될 때 시작된다. 단계 S202에서, 증기 트리거(48)가 눌리는 기간이 전자 제어 유닛(26)의 메모리에 누적된다. 단계 S204는 누적된 증기 발생 시간이 X초의 값인 증기 발생 임계값 이상인 후에만 루틴이 단계 S206으로 진행하도록 보장한다. 단계 S206에서, 물 펌프(38)는 X초의 소정의 정해진 기간 동안 작동된다. 소정의 기간은 물탱크(40)로부터 보일러(12) 내로 정해진 체적의 물을 펌핑하도록 펌프의 유량에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 단계 S206에서, 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)는 펌프의 시동 직전에 또는 펌프의 시동과 동시에 저장된다. 이 펌핑의 시작시의 온도는 전자 제어 유닛(26)의 메모리 내에 비교 온도(T1)로서 저장된다. 펌핑 시간은 또한 매회 동일한 양의 물이 보일러(12) 내로 펌핑되는 것을 보장하기 위해 상이한 온도 및 압력과 증기 트리거(48)의 트리거링 시간에 따라 조절될 수 있다. 보일러(12) 내로 물을 펌핑한 후에, 단계 S208에서는, 온도 센서(24)의 온도가 다시 상승하기 시작할 때까지 강하하는 동안 모니터링된다. 이와 관련하여, 모니터링이란 온도가 연속적으로 감지되고 각각의 감지되는 온도값이 각각의 조건을 충족하는지, 즉 최소값에 도달했는지를 검사하는 것을 의미한다. 이후, 최저 온도(Tmin), 즉 최소값이 전자 제어 유닛(26)의 메모리 내에 평가 온도(Tev)로서 저장된다. 최소값에 도달할 때까지 대기하는 것에 기인하여, 온도 센서(24)는 물 레벨을 더 정확하게 감지하기 위해 완전히 냉각될 수 있다. 이후, 단계 S210에서, 비교 온도(T1)에서 평가 온도(Tev)를 뺀 것이 제 3 저레벨 임계값(Tlow3) 이상이면, 물 레벨은 낮은 것으로 판정되는데, 여기에서 제 3 저레벨 임계값은 X도의 Δ-값이다. 단계 S212에서, 물 레벨이 낮은 것으로 판정되면 루틴은 단계 S216으로 진행하고, 물 레벨이 높은 것으로 판정되면 루틴은 단계 S214로 진행한다. 단계 S214에서, 증기 발생 임계값은 물 펌프(38)의 일 펌핑에서 다음 펌핑까지의 인터벌을 확장시키기 위해 증가된다. 단계 S216에서, 증기 발생 임계값은 소정의 값으로 설정되어, 따라서 보일러(12) 내로의 물의 일 펌핑에서 다음 펌핑까지의 인터벌을 규정한다. 단계 S216 후에, 루틴은 단계 S218로 진행하고, 여기에서는 소정의 기간 동안 물 펌프(38)를 작동함으로써 소정 양의 물이 보일러(12) 내로 펌핑된다. 단계 S214 및 단계 S218 후에, 루틴은 루틴이 재시작되는 단계 S200으로 복귀한다. 두 가지 동작, 즉 증기 발생 및 보일러(12) 내로의 물 펌핑이 정상 작동 중에 온도를 상승시키거나 하강시킬 것이다. 물이 보일러(12) 내로 펌핑되는 동안의 온도 강하는 펌핑되는 물의 체적이 충분히 클 때 증기 발생으로 인한 온도 강하보다 크다. 상기 설명에 대안적으로, 물 레벨은 Tev에만 기초하여 단계 S210에서 검사될 수 있다. 이 대안에서, 평가 온도(Tev)가 제 4 저레벨 임계값(Tlow4) 이하이면 물 레벨은 낮은 것으로 판정된다.
보일러 물 검출과 마찬가지로, 물이 물탱크(40)에서 보일러(12) 내로 유입되 는지를 판정하기 위해 이하의 두 루틴이 사용될 수 있다.
도 4는 물탱크 비어있음 검출의 흐름도를 도시한다. 이 루틴은 도 3의 루틴이 물 레벨이 낮다고 여러번 판정한 후에 또는 특정 인터벌로 전자 제어 유닛(26)에 의해 실행된다. 이 루틴은 단계 S300에서 시작되고 그 직후에 단계 S302에서 플래그가 0으로 설정된다. 단계 S304 및 S306은 이미 설명된 단계 S206 및 S208과 각각 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 그 후에, 루틴이 단계 S308에 도달하면, 비교 온도(T1)에서 평가 온도(Tev)를 뺀 값이 X도의 Δ- 값인 제 1 탱크 비어있음 임계값(Tem1)보다 작은지가 판정된다(도 4는 단지 "<" 부호만을 도시하고 있지만, "≤" 부호도 동일한 효과를 가지며, 이는 "<" 또는 "≤" 부호가 사용되는 경우에 본 명세서의 전체 개시 내용에 대해 적용됨). 단계 S308에서 아니오라고 판정되면, 루틴은 단계 S320으로 진행하고, 여기에서 물탱크가 비어 있지 않다고 판정되고 루틴은 단계 S322에서 종료한다. 단계 S308에서 비교 온도(T1)와 평가 온도(Tev)의 차이가 제 1 탱크 비어있음 임계값(Tem1)보다 작다고 판정되면, 루틴은 단계 S310으로 진행하고, 여기에서는 플래그가 1로 설정되어 있는지를 판정한다. 플래그가 1로 설정되어 있지 않으면, 단계 S312에서 증기 트리거(48)가 해제될 때 하나의 더 긴 펌핑이 수행될 것이고 증기 발생은 중지된다. 이 펌핑 이후, 플래그는 단계 S314에서 1로 설정되고, 루틴은 단계 S304로 복귀한다. 단계 S310에서 플래그가 1로 설정되면, 물탱크는 단계 S316에서 비어있는 것으로 판정되고, 물탱크 비어있음 루틴이 단계 S318에서 시작되는데, 이는 도 6에 도시되어 있다. 상기 내용 을 요약하면, 비교 온도(T1)와 평가 온도(Tev) 사이의 차이가 제 1 탱크 비어있음 임계값(Tem1)과 비교되고, 이 차이가 이 제 1 탱크 비어있음 임계값(Tem1) 아래로 떨어지지 않으면, 증기 트리거(48)가 해제될 때 하나의 더 긴 펌핑이 수행될 것이고 증기 발생이 정지된다. 이 차이가 제 1 탱크 비어있음 임계값(Tem1) 아래로 떨어지지 않으면, 물탱크는 비어있는 것으로 판정된다.
도 5는 다른 물탱크 비어있음 검출의 흐름도를 도시한다. 이 루틴은 도 4에 도시된 루틴과 달리 전자 제어 유닛(26)에 의해 실행될 수 있다. 이 루틴은 단계 S400에서 시작된다. 그 후의 두 단계, 즉 단계 S402 및 S404는 전술된 단계 S206 및 S208과 각각 동일하다. 그 후에, 단계 S406에서 비교 온도(T1)에서 평가 온도(Tev)를 뺀 값이 제 2 탱크 비어있음 임계값(Tem2)보다 작은지가 판정되고, 여기에서 제 2 탱크 비어있음 임계값(Tem2)은 X도의 Δ- 값이다. 단계 S406에서 아니오라고 판정되면, 단계 S412에서 물탱크(40)가 비어있지 않다고 판정되고, 루틴은 단계 S414에서 종료된다. 단계 S406의 판정이 긍정이면, 물탱크(40)는 단계 S408에서 비어있는 것으로 판정된다. 단계 S408은 단계 S410으로 이어지고, 여기에서 도 6의 물탱크 비어있음 루틴이 실행된다. 도 5의 방금 설명한 루틴에서, 제 2 탱크 비어있음 임계값(Tem2)은 물 펌프(38)가 작동될 때마다 보일러(12) 내로 충전되는 물의 체적에 주로 기초하여 미리 결정된다. 따라서, 제 2 탱크 비어있음 임계값(Tem2)은 체적이 변화하면 물의 체적에 기초하여 조절될 수 있다.
도 6은 물탱크 비어있음 루틴의 흐름도를 도시한다. 물탱크 비어있음 루틴에서는, 이하의 단계가 실행될 것이다. 먼저, 단계 S500에서, 물탱크 비어있음 라이트(light)가 켜짐으로써 물탱크(40)가 비어있다는 것이 소비자에게 알려진다. 이후의 단계 S502에서, 출력 밸브(34)가 차단되어 증기 발생이 중단되고, 이는 물탱크(40)가 비어있다는 것을 소비자에게 달리 알려준다. 그 후에, 단계 S504 및 S506에서, 증기 트리거(48)가 X초의 특정 기간 동안 불능화된다. 이는 물탱크(40)가 비어있을 때 물 펌프(38)의 건식 펌핑을 회피하고 따라서 물 펌프(38)를 임의의 손상으로부터 보호한다. 단계 S506의 대기 기간 후에, 단계 S508에서 증기 트리거(48)가 해제되어 소비자는 증기 트리거(48)를 눌러 시스템을 재시동할 수 있다. 증기 트리거(48)가 눌리면, 단계 S510은 루틴을 단계 S512로 진행시키고, 여기에서 루틴은 도 4 또는 도 5에 도시된 물탱크 비어있음 검출 루틴이 다시 시작될 수 있도록 안내되며, 물은 먼저 물탱크(40)에서 보일러(12)로 펌핑될 것이다.
첨부된 청구범위에서 한정되는 본 발명의 범위 내에서, 전술되지 않은 등가예 및 수정예 또한 채택될 수 있다.

Claims (13)

  1. 보일러(12) 내부의 액체의 온도를 나타내는 온도(T)를 감지하기 위한 온도 센서(24)를 갖는 장치(10)의 보일러(12) 내의 액체 레벨 판정 방법에 있어서,
    - 상기 온도 센서(24)에 의해 감지되는 온도(T)의 일시적인 편향을 유도하는 단계;
    - 상기 편향 유도 이후 상기 온도 센서(24)에 의해 감지되는 평가 온도(Tev)를 판정하는 단계; 및
    - 적어도 상기 평가 온도(Tev)로부터 액체 레벨을 판정하는 단계를 포함하며,
    상기 평가 온도(Tev)는 상기 편향을 모니터링하고 상기 편향의 극한값(Tmax, Tmin)을 평가 온도(Tev)로서 규정함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도(T)의 일시적인 편향은 액체를 가열하기 위해 가열 디바이스(14)를 켬으로써 유도되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 레벨은 상기 평가 온도(Tev)가 제 1 저레벨 임 계값(Tlow1) 이상이면 낮은 것으로 판정되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 가열 디바이스(14)는 온도가 제 1 임계 온도(Tth1) 이상이 될 때까지 켜진 상태로 유지되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 액체 레벨은 상기 평가 온도(Tev)와 상기 제 1 임계 온도(Tth1) 사이의 차이가 제 2 저레벨 임계값(Tlow2) 이상이면 낮은 것으로 판정되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 온도(T)의 일시적인 편향은 상기 보일러(12) 내에 액체를 충전함으로써 유도되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 액체 레벨은 비교 온도(T1)와 상기 평가 온도(Tev) 사이의 차이에 기초하여 판정되고, 상기 비교 온도(T1)는 상기 보일러(12) 내로의 액체 충전이 시작될 때 감지되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 비교 온도(T1)는 상기 보일러(12)로부터 증기를 추출하는 누적 시간이 증기 발생 임계값 이상이 된 후에 감지되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 증기 발생 임계값은 이전에 판정된 액체 레벨에 따라 변경되는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 보일러(12) 내의 액체 레벨이 펌프(38)의 작동에도 불구하고 상승하지 않으면, 펌프(38)에 의해 보일러(12)에 액체를 공급하는 액체 탱크(40)가 비어있다고 판정하는 보일러 내의 액체 레벨 판정 방법.
  11. 증기 발생 장치(10)로서,
    액체 및 증기를 저장하기 위한 보일러(12)와,
    상기 보일러(12) 내부의 액체의 온도를 나타내는 온도(T)를 감지하기 위한 온도 센서(24)로서, 상기 보일러(12)의 외부에 설치되는 온도 센서(24), 및
    제 1 항에 따른 방법을 실행하도록 구성된 전자 제어 유닛(26)을 포함하는 증기 발생 장치.
  12. 제 11 항에 따른 증기 발생 장치를 포함하는 가전 제품.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 가전 제품은 커피 메이커, 다리미 시스템, 라이즈 쿠커(rise cooker), 증기 세척기, 안면 사우나 또는 조리기인 가전 제품.
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