KR20140078053A - 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법은 (a) 제어부를 통해 히터 탱크에 설치된 히터의 미작동 상태를 확인하는 단계, (b) 상기 히터 탱크로 원수의 유입을 개시하는 단계, (c) 상기 히터 탱크에 설치된 써미스터를 통해 상기 히터 탱크의 온도를 실시간 측정하는 단계, (d) 상기 제어부에 기준 온도의 설정 여부를 확인하는 단계, (e) 상기 써미스터를 통한 상기 히터 탱크의 실측 온도와 상기 기준 온도 사이에 편차가 발생하는지 판단하는 단계, 및 (f) 상기 (e) 단계에서 편차가 발생하는 것으로 판단한 이후에, 상기 히터 탱크의 실측 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법{Method for Controlling Heater Tank using Thermistor}

본 발명은 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터 탱크 내부에 설치된 수온 측정용 써미스터를 이용하여 히터 탱크 내부로의 원수 입수 감지 및 히터 탱크에 원수가 만수된 후 안정적인 히터 동작을 위한 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법에 관한 것이다.

연수기는 수돗물 등의 경수에 대하여 이온교환작용을 행하여 연수로 바꾸어 주는 기기로서, 원수 속의 녹물, 콜로이드 등의 불순물을 흡착 제거하여 특히 피부미용에 좋은 부드럽고 깨끗한 물로 만들어 주는 작용을 한다.

연수기로부터 토출되는 물은 사용 용도에 따라 냉수 또는 온수로 그 온도를 조절하여 사용할 필요성이 있기 때문에 연수기 내부 또는 외부에 별도의 히터 탱크의 설치가 요구된다. 일반적으로, 상기 히터 탱크에는 온도 감지기가 설치되어 있는데, 사용자가 희망온도를 입력하면 온도 감지기를 통하여 공급 원수의 온도를 측정하고, 이를 토대로 히터의 가열시간을 미리 설정한 후에, 설정된 시간이 경과된 후에 온수펌프가 작동하여 상기 히터 탱크로부터 배출한다.

종래의 연수기에 설치되는 히터 탱크에서는, 히터 탱크에 물이 완전히 차기 전에 동작하게 된다면 열변형 등으로 인해 히터 탱크 또는 히터의 파손 가능성이 있으므로 이를 방지하기 위하여 히터 탱크 내의 히터 동작 전 원수의 입수 여부를 리드 스위치와 플립 구조를 이용한 유로 센싱 방식을 사용하여 원수를 인식 후 히터 동작을 수행하게 된다.

한편, 상기와 같은 유로 센싱 방법은 연수기 내에 별도의 기계적인 구조를 설치해야 함으로 인하여 공간을 필요로 한다는 점에서 문제점이 있게 된다.

등록실용신안 제20-0310475에 기재된 종래의 써미스터를 이용하는 위생세정기의 물탱크에 관련된 기술을 보면, 물탱크로부터 세정 또는 비데노즐로 토출되는 물의 온도오차 및 가열시간을 줄이도록 하는 써미스터 배치와 관련된 내용을 개시한다. 상기 문헌에서는 물탱크 내의 수온 및 온수히터를 정확하게 제어하여 토출수와 사용자의 희망 수온과의 차이를 줄여 수온이 최적화되기까지 걸리는 가열시간을 단축하고자 하는 것으로서 히터 탱크에 가해지는 열로 인해서 발생할 수 있는 열변형 등에 대처하는 알고리즘에 대한 내용에 대해서는 구체적으로 개시하지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 히터 탱크에 가해지는 열로 인한 파손을 방지하기 위하여 상기 히터 탱크 내부에 설치된 써미스터를 이용하여 원수 입수 감지를 시행하는 것과 더불어 상기 히터 탱크에 원수가 가득한 이후에 안정적인 히터 동작을 수행하기 위한 히터 탱크의 제어 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법은 (a) 제어부를 통해 히터 탱크에 설치된 히터의 미작동 상태를 확인하는 단계, (b) 상기 히터 탱크로 원수의 유입을 개시하는 단계, (c) 상기 히터 탱크에 설치된 써미스터를 통해 상기 히터 탱크의 온도를 실시간 측정하는 단계, (d) 상기 제어부에 기준 온도의 설정 여부를 확인하는 단계, (e) 상기 써미스터를 통한 상기 히터 탱크의 실측 온도와 상기 기준 온도 사이에 편차가 발생하는지 판단하는 단계, 및 (f) 상기 (e) 단계에서 편차가 발생하는 것으로 판단한 이후에, 상기 히터 탱크의 실측 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

상기 (f) 단계 이후, (g) 상기 실측 온도가 소정 시간 동안 일정한 경우에는 상기 히터 탱크가 만수된 것으로 판단하고 상기 제어부를 통해 상기 히터를 작동하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 (d) 단계는, (d1) 상기 기준 온도의 설정이 이루어지지 않은 경우에는 상기 히터 탱크의 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단하고, 소정 시간 일정한 경우에는 그때의 실측 온도를 기준 온도로 상기 제어부에 설정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법은 별도의 유량감지장치를 사용하지 않은 상태에서 온도를 감지하는 과정을 통해서 히터 탱크에 가해지는 열로 인한 파손을 방지하게 한다. 즉, 히터 탱크 내부에 설치된 써미스터를 이용하여 원수 입수 감지를 시행하는 것과 더불어 히터 탱크에 원수가 가득한 이후에 안정적인 히터 동작을 수행하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법의 시계열적인 수행 과정을 보이는 순서도,
도 2는 히터 탱크에서 동작 시간에 따른 온도의 변화를 보이는 그래프, 및
도 3은 써미스터를 구비한 히터 탱크의 일 실시예를 보이는 도면, 및
도 4는 히터 탱크의 내부 구조를 보이는 단면도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 연수기에 적용되는 것으로 한정하는 것은 아니고, 정수기 및 이온수기 등과 같이 공급되는 원수에 대해 온도를 높여야 할 필요가 있는 장치에는 제한 없이 적용 가능하다.

본 발명에 적용되는 히터 탱크는 필요에 따라 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.

먼저, 본 발명이 적용되는 히터 탱크(100)의 일 실시예를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

히터 탱크(100)는 원수가 유입되는 하우징(110), 하우징(110)의 내부에 배치되어 공급되는 원수에 대해 열을 가하는 히터(170), 하우징(110)의 하단 일측에 연통하도록 배치되는 입수구(120), 하우징(110)의 하단 중앙에 연통하도록 배치되는 출수구(130), 및 출수구(130)에 인접한 상태로 하우징(110) 내에 배치되는 써미스터(140)을 포함한다.

상기 히터 탱크(100)는 입수구(120)를 통해 공급된 원수가 가열 챔버(150)에 배치되는 히터(170)로부터 열을 공급받은 후에 배출 챔버(160)를 통해 히터 탱크(100)로부터 공급된다.

써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따라 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법을 설명한다.

먼저, 히터 탱크(100)가 적용되는 연수기에 작동 신호를 가한다(S10).

히터 탱크(100)의 써미스터(140) 및 히터(170)에 전기적으로 연결되는 제어부(미도시)는 히터(170)가 미작동 상태인지를 확인한다(S12). 상기 S12 단계는 히터 탱크(100)에 원수가 없는 상태에서 히터(170)가 가동되는 것을 미연에 방지하기 위함이다.

이후, 수전구(미도시)로부터 연수기로 원수의 유입이 이루어지고, 히터 탱크(100) 내부에도 점차적으로 원수가 유입된다. 상기 원수의 유입이 이루어지는 과정에서 실시간으로 히터 탱크(100)의 온도가 써미스터(140)를 통해 측정된다(S14). 상기 온도 측정 과정은 히터 탱크(100) 내의 원수 온도를 측정하지만, 히터 탱크(100) 표면의 온도를 측정하는 방법으로도 가능할 수 있다.

써미스터(140)를 통해 온도를 측정하는 과정에서 제어부에 기준 온도가 설정되었는지 여부를 판단한다(S16). 상기 기준 온도는 히터 탱크(100)의 온도 변화가 이루어지는지 여부를 판단하는 것으로 정의할 수 있는데, 기준 온도를 유지하는 경우에는 히터 탱크(100)로 원수의 유입이 이루어지지 않는 것으로 판단한다. 상기 상태는 도 2에서 가로축의 연수기 작동 개시점으로부터 t1인 미입수구간에 해당하는 것이다.

S16 단계에서 기준 온도의 설정이 이루어졌다고 인정된 경우에는 기준 온도와 측정 온도와의 편차가 있는지 여부를 판단한다(S22).

한편, S16 단계에서 기준 온도의 설정이 이루어지지 않은 경우에는 히터 탱크(100)의 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단한다(S18).

S18 단계에서 온도가 소정 시간 일정한 경우에는 일정한 측정 온도를 기준 온도로 제어부에 설정하고 S14 단계로 이동한다.

S18 단계에서 온도가 소정 시간 일정하지 않은 경우에는 기준 온도로 제어부에 설정하지 않고 S14 단계로 이동한다.

상기 S22 단계에서 편차가 있는 경우에는 제어부에서 '히터 동작 가능 상태'로 판단한다(S24). 즉, 온도의 편차가 있다는 것은 히터 탱크(100)로 저온의 원수가 유입된다는 것을 뜻하는 것이므로 이를 통해 제어부는 히터(170)의 동작이 가능한 것으로 판단한다. 상기 상태는 도 2에서 가로축의 t1으로부터 t2 까지인 입수구간에 해당하는 것이다.

상기 S24 단계 이후에는 계속적으로 원수의 유입이 이루어짐으로써 서서히 히터 탱크(100)의 온도가 저하되는 경향을 가지게 된다. 상기 상태는 도 2에서 가로축의 t1으로부터 t2 까지인 입수구간에 해당하는 것이다.

이후, 계속적으로 써미스터(140)를 통해 온도의 측정이 이루어지는 과정에서 제어부는 측정 온도가 소정 시간 동안 일정한지 여부를 판단한다(S26). 즉, 히터 탱크(100)에 원수가 가득 충전된 상태로서 히터 탱크(100)의 온도 변화가 거의 일어나지 않는 상태를 의미한다. 상기 상태는 도 2에서 가로축의 t2으로부터 t3 까지인 탱크 완충 구간에 해당하는 것이다.

상기 S26 단계에서 측정 온도가 소정 시간 동안 일정한 경우에는 히터 탱크(100)가 만수되었다는 것이므로 제어부는 히터(170)를 동작하게 한다(S30). 상기 상태는 도 2에서 가로축의 t3인 히터 탱크 가열개시 지점으로부터 계속되는 히터 동작 구간에 해당하는 것이다.

한편, S26 단계에서 측정 온도가 소정 시간 동안 일정하지 않은 경우에는 히터(170)를 구동하지 않고 S26 단계를 반복적으로 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법은 별도의 유량감지장치를 사용하지 않은 상태에서 온도를 감지하는 과정을 통해서 히터 탱크에 가해지는 열로 인한 파손을 방지하게 한다. 즉, 히터 탱크 내부에 설치된 써미스터를 이용하여 원수 입수 감지를 시행하는 것과 더불어 히터 탱크에 원수가 가득한 이후에 안정적인 히터 동작을 수행하게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 히터 탱크
110 : 하우징
120 : 입수구
130 : 출수구
140 : 써미스터
150 : 가열 챔버
160 : 배출 챔버
170 : 히터

Claims (3)

1. (a) 제어부를 통해 히터 탱크에 설치된 히터의 미작동 상태를 확인하는 단계;
   (b) 상기 히터 탱크로 원수의 유입을 개시하는 단계;
   (c) 상기 히터 탱크에 설치된 써미스터를 통해 상기 히터 탱크의 온도를 실시간 측정하는 단계;
   (d) 상기 제어부에 기준 온도의 설정 여부를 확인하는 단계;
   (e) 상기 써미스터를 통한 상기 히터 탱크의 실측 온도와 상기 기준 온도 사이에 편차가 발생하는지 판단하는 단계; 및
   (f) 상기 (e) 단계에서 편차가 발생하는 것으로 판단한 이후에, 상기 히터 탱크의 실측 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단하는 단계;
   를 포함하는,
   써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 (f) 단계 이후,
   (g) 상기 실측 온도가 소정 시간 동안 일정한 경우에는 상기 히터 탱크가 만수된 것으로 판단하고 상기 제어부를 통해 상기 히터를 작동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 (d) 단계는,
   (d1) 상기 기준 온도의 설정이 이루어지지 않은 경우에는 상기 히터 탱크의 온도가 소정 시간 일정한지 여부를 판단하고, 소정 시간 일정한 경우에는 그때의 실측 온도를 기준 온도로 상기 제어부에 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   써미스터를 이용한 히터 탱크의 제어 방법.

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