KR20160025739A

KR20160025739A - 시스 히터 이상 판단 장치

Info

Publication number: KR20160025739A
Application number: KR1020140112950A
Authority: KR
Inventors: 지영두
Original assignee: 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-09

Abstract

시스 히터(sheath heater) 이상 판단 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명은, 식기 세척기와 같은 제품에 열을 공급하는 시스 히터; 상기 히터에 구동신호를 출력하는 스위칭 소자로서 제1 릴레이 및 제2 릴레이, 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit); 및 상기 제2 릴레이의 노멀 폐쇄 단자 NC에 한 단자가 접속되고, 다른 단자가 상기 MCU에 접속된 저항;을 포함하고; 상기 MCU는 상기 시스 히터가 동작중이지 않을 때 상기 저항의 저항값을 감시함으로써, 히터의 단선 또는 단락 등의 히터 이상의 여부를 판단할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

시스 히터 이상 판단 장치 및 방법{Apparatus and Method for Judging for State on Sheath Heater}

본 발명은 시스 히터(sheath heater) 이상 판단 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 식기 세척기와 같은 히터가 포함된 제품에서 히터가 동작하지 않고 전원이 투입되어 있는 단계에서, 히터의 동작 여부 결정을 릴레이의 노멀 폐쇄(NC) 단자에 접속된 회로를 통하여 히터 저항값을 감지한 후 히터의 단선 또는 단락 등의 히터 이상의 여부를 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.

시스 히터(sheath heater)는 금속 파이프(metal sheath)에 내열/절연특성/열전도성이 우수한 무기 절연분말(MgO powder)을 고밀도로 충전, 압축하고 시스의 중심에 발열선과 파워단자 핀(비발열부)을 연결, 고정하여 절연물의 열전도를 높이고, 발열선과 금속 파이프와의 온도차를 최소로 한 제품으로 비교적 히터의 수명이 길고, 또한 열선 만으로 된 나선 히터와 비교하여 금속보호관으로 감싸 있어서, 내진성이 우수하고 다양한 형상으로 성형이 가능하며 히터 장비의 응용부품으로 광범위하게 사용될 수 있는 장점이 있다. 또한, 외부의 물리적인 충격에도 견고하고 전기 열에너지의 효율성을 높이면서 다양한 모양으로 사용자의 용도와 형태로 적합하게 가공을 할 수 있는 장점이 있다.

이러한 시스 히터는 산업계에 식기 세척기 등과 같은 각종 가전제품뿐만 아니라, 디젤 엔진 등의 내연기관의 시동 보조 등에 이용되는 글로 플러그에서 발열체로 사용되는 등 다양하게 사용되고 있다. 시스 히터는 일정한 수명을 갖는 소모품이기 때문에 수명만료 이전에 교체를 해야하지만 사용자는 사용부품의 고장을 확인한 이후에야 교체할 수밖에 없었다.

또한 시스 히터를 오랫동안 사용함으로 인해 히터의 절연이 파괴된 경우에 히터의 단선시 히터의 비 작동을 사용자가 신속하게 인지할 수 없고 또한, 단락시는 누전차단기가 동작되어 그 사용에 지장을 초래할 수 있으며, 경우에 따라서는 누전차단기가 설치되어 있지 않을 때는 감전의 위험 등의 문제가 있었다.

특허문헌 1. 대한민국 공개특허 제10-2008-0035312호(공개일. 2008. 04. 23)

특허문헌 2. 대한민국 공개특허 제10-2008-0093896호(공개일. 2008. 10. 22)

특허문헌 3. 대한민국 공개특허 제10-2010-0054229호(공개일. 2010. 05. 25)

특허문헌 4. 대한민국 공개특허 제10-2014-0038208호(공개일. 2014. 03. 28)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 배경하에서 개발된 것으로, 식기 세척기와 같은 히터가 포함된 제품에서 히터가 동작하지 않고 전원이 투입되어 있는 단계에서, 히터의 동작 여부 결정을 릴레이의 노멀 폐쇄(NC) 단자에 접속된 회로를 통하여 히터 저항값을 감지한 후 히터의 단선 또는 단락 등의 이상의 여부를 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 장치 및 방법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 시스 히터 이상 판단 장치는, 식기 세척기와 같은 시스 히터(sheath heater)를 채용하는 제품에서 절연이 파괴된 경우에 히터의 단선이나 단락과 같은 고장을 신속하게 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 장치로서, 상기 식기 세척기와 같은 제품에 열을 공급하는 시스 히터; 상기 히터에 구동신호를 출력하는 스위칭 소자로서 제1 릴레이 및 제2 릴레이, 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit); 및 상기 제2 릴레이의 노멀 폐쇄 단자 NC에 한 단자가 접속되고, 다른 단자가 상기 MCU에 접속된 저항;을 포함하고; 상기 MCU는 상기 시스 히터가 동작중이지 않을 때 상기 저항의 저항값을 감시한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 소정의 공차 ±J% 또는 ±K%(여기서, ±J% < ±K%) 범위 내에 있는지 여부를 판단한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K% 범위 내에 있는 경우 유저에게 시스 히터의 교체 시기라고 고지한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 저항값 > ±K%인 경우 시스 히터 동작조건에서도 상기 시스 히터를 동작시키는 않는다.

본 발명의 한 측면에 따른 시스 히터 이상 판단 방법은 식기 세척기와 같은 시스 히터(sheath heater)를 채용하는 제품에서 절연이 파괴된 경우에 히터의 단선이나 단락과 같은 고장을 신속하게 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 방법으로서, 상기 시스 히터를 구동하는 릴레이에 접속된 저항의 저항값을 MCU(micro controller unit)에 의해 감시 및 측정하는 단계; 상기 측정된 저항값이 소정의 저항 공차 ±J% 또는 ±K%(여기서, ±J% < ±K%) 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 측정된 저항값이 상기 공차 ±J% 또는 ±K%의 범위를 벗어난 경우에 시스 히터 교체시기라고 알려주거나 또는 시스 히터 고장으로 판단하고 에러 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 저항값 < ±J%인 경우에 시스 히터를 동작시켜야 할 동작조건에서 시스 히터 구동 신호를 출력한다.

본 발명에 의하면, 식기 세척기와 같은 히터가 포함된 제품에서 히터가 동작하지 않고 전원이 투입되어 있는 단계에서, 히터의 동작 여부 결정을 릴레이의 노멀 폐쇄(NC) 단자에 접속된 회로를 통하여 히터 저항값을 감지한 후 히터의 단선 또는 단락 등의 히터 이상의 여부를 판단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 유저로 하여금 시스 히터의 교체시기를 시스 히터의 고장 이전에 알려 줄 수 있다.

또한, 시스 히터의 누전 등이 발생할 경우에 누전 차단기가 설치되어 있지 않은 수용가에게는 누전의 위험을 사전에 고지할 수 있어 감전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스 히터 이상 판단 장치의 개략 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스 히터 이상 판단 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나 당업자라면 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것이 아님을 인식할 수 있을 것이다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 전체에 걸쳐서 동일 또는 유사의 부분에 대해서는 동일 또는 유사의 도면 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스 히터 이상 판단 장치의 개략 회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 장치는 식기 세척기와 같은 제품에 열을 공급하는 히터(10), 상기 히터에 구동신호를 출력하는 스위칭 소자로서의 제1 릴레이 및 제2 릴레이(20, 30), 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이(20, 30)의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit; 40)상기 제2 릴레이(30)의 노멀 폐쇄 단자 NC에 한 단자가 접속되고, 다른 단자가 상기 MCU(40)에 접속된 저항 R1을 포함한다.

또한 도면에서 R2는 접지 저항이고, 도면에는 도시치 않았으나 상기 제1 및 제2 릴레이(20, 30), MCU(40)에는 정류회로를 거쳐서 DC 5V의 전원이 공급된다. 그리고 도시치는 안았으나 상기 시스 히터(10)는 튜브와 이 내부에 배치된 코일체 및 절연분말로 구성되어 있다. 상기 튜브 내에는 산화마그네슘(Mg0)을 주성분으로 하는 절연분말이 봉입되어 있으며, 절연분말이 개재됨으로써 코일체의 외주면과 튜브의 내주면이 절연된 상태로 되어 있다. 또, 튜브의 후단은 중심축과의 사이에 환형상 고무에 의해 밀봉되어 있다.

그러면 상기 도 1을 참조로 하여 본 발명의 시스 히터 이상 판단 장치의 동작을 상세히 설명한다.

상기 MCU(40)는 식기 세척기와 같은 시스 히터를 구동하는 제품에 있어서 시스 히터가 동작하는 않고 있는 상태에서 항상 히터의 저항 즉, 저항 R1의 저항값을 감시한다. 상기 측정값이 K= ±1%, ±2.5% 또는 ±5% (여기서 K는 공차이고, 공차값은 사용하는 시스 히터의 상황에 따라 임의로 선정할 수 있다) 등의 저항 공차 값을 벗어나는 경우에 예를 들어, 저항이 100KΩ이라 할 때, ±2.5% 공차의 경우에 저항값이 100KΩ±2.5%의 값을 벗어나는 경우에는 시스 히터의 이상으로 인해 저항값이 변한 것으로 판단하여 상기 시스 히터(10)를 동작시켜야 하는 상황에서 상기 시스 히터(10)를 동작시키지 않는다.

부연하면, 도 1에 있어서 시스 히터(10)를 구동시키기 위한 부품인 제1 및 제2 릴레이(20, 30)는 평상시에는 도면에 도시한 바와 같이, 상기 제1 릴레이(20)의 NC 접점에는 DC 5V의 전원이 접속되고, 그리고 상기 제 릴레이(30)에는 저항 R2가 접속되어 있다. 한편, MCU(40)는 시스 히터(10)를 가동시키기 위한 출력을 내보내기 전까지는 시스 히터(10)의 상기 저항 R2의 저항값을 감시한다.

또한, 예를 들어 식기 세척기 내의 식기를 건조할 필요 시 등의 시스 히터(10)를 가동시킬 필요가 있을 경우에는 MCU(40)에서 상기 제1 및 제2 릴레이(20, 30)로 구동신호를 출력하게 된다. 신호의 출력 이전까지 MCU(40)에서 감시하던 상기 시스 히터(10)의 저항 R2의 저항값이 임의의 저항 공차 ±K%, 예를 들어, 위의 예에서와 같이 100KΩ±2.5%를 벗어난 경우, MCU(40)에서는 시스 히터(10) 구동시키기 위한 신호를 출력하지 않고 더불어 도시되지 않은 디스플레이에 에러를 표시하여 사용자에게 시스 히터(10)의 이상 유무를 알려준다.

시스 히터(10)의 상기 저항 R2의 저항값이 상기 공차 ±2.5% 범위 내에 있을 경우 상기 MCU(40)는 정상적으로 시스 히터(10)를 가동하기 위한 신호를 출력한다. 시스 히터(10)의 가동이 끝나면, MCU(40)는 다시 시스 히터(10)의 저항 R2의 저항값을 감시하여 저항값이 소정의 공차 범위 내에 있는 지를 판단하여 상시 이상 유무를 확인하게 된다.

한편, 상기 저항 R2의 저항 공차 ±K%의 범위 내에서 임의의 또 다른 저항 공차 ±J%를 설정하여 시스 히터(10)의 이상 유무를 단계적으로 판단함으로써 시스 히터(10) 교체 시기를 알려줄 수도 있다. 예를 들어, 위의 예에서와 같이, 저항 R2의 저항 공차가 ±2.5%인 경우에, J를 ±1.5%로 설정하여 상기 저항 R2의 감시 된 측정값이, 저항값 = 100KΩ ±1.5% > 100KΩ ±2.5%의 범위인 경우에는 시스 히터(10)를 교체할 시기인 것으로 판단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스 히터 이상 판단 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 먼저 단계 S20에서, 시스 히터(20)의 저항 R2의 공차로서 사용하고자 하는 제품의 특성에 따라 소정의 공차 ±J% 및 ±K%를 설정한다. 여기서, ±J% < ±K%이다. 이어서, 상기 MCU(40)는 상기 시스 히터(10)의 저항 R2의 저항값을 감시, 측정한다(S40). 그리고 측정 저항값이 소정의 공차 즉, ±J%의 범위 내에 있는지 여부를 판단한다(S60). 상기 측정된 저항값이 상기 공차 ±J%의 범위 내에 있으면, 시스 히터(10)를 구동시킬 조건이면 정상 가동 신호를 출력하고(S80) 종료한다.

상기 단계 S60에서, 측정된 저항값이 상기 공차 범위 ±J% 보다 크면 다음 단계 S100에서, 상기 측정된 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K%인지 여부를 판단한다. 상기 단계 S100의 판단에 있어서, 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K% 조건을 만족하는 경우에는 시스 히터(10)가 고장은 아니지만 교체할 시기가 되었다고 판단하여 유저에게 알려줄 수 있도록 한다(S120).

한편, 상기 단계 S100의 판단에 있어서, 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K% 조건을 만족하지 않는 경우에는 다음 단계 S140에서, 측정된 저항값이, 저항값 < ±K%인지 여부를 판단한다. 상기 단계 S140의 판단에 있어서, 저항값이, 저항값 < ±K% 조건에 해당하는 경우는 시스 히터(10)가 단선 또는 단락 등으로 인해 고장 상태인 것으로 판단하여 시스 히터(10)를 가동 신호를 출력시키지 않고, 디스플레이에 에러표시를 하도록 한다. 상기 저항값이, 저항값 < ±K% 조건에 해당되지 않는 경우에는 단계 S120으로 복귀하도록 한다.

전술한 본 발명에 의하면, 식기 세척기와 같은 히터가 포함된 제품에서 히터가 동작하지 않고 전원이 투입되어 있는 단계에서, 항상 히터의 동작을 히터를 구동시키기 위한 릴레이의 노멀 폐쇄(NC) 단자에 접속된 저항값의 변화를 감지하여 히터의 단선 또는 단락 등의 히터 이상의 여부를 판단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

지금까지 본 발명의 시스 히터 이상 판단 장치 및 방법을 도면을 참조로 하여 기술하였지만, 이것은 예시 목적이지 이것으로 본 발명을 한정하고자 함은 아니며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 이하의 부속청구범위에 의해 정해지며, 본 발명의 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 시스 히터 20: 제1 릴레이
30: 제2 릴레이 40: MCU
50: AC 전원

Claims

시스 히터(sheath heater)를 채용하는 제품에서 절연이 파괴된 경우에 히터의 단선이나 단락과 같은 고장을 신속하게 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 장치로서,
상기 식기 세척기와 같은 제품에 열을 공급하는 시스 히터; 상기 히터에 구동신호를 출력하는 스위칭 소자로서 제1 릴레이 및 제2 릴레이, 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit); 및 상기 제2 릴레이의 노멀 폐쇄 단자 NC에 한 단자가 접속되고, 다른 단자가 상기 MCU에 접속된 저항;을 포함하고;
상기 MCU는 상기 시스 히터가 동작중이지 않을 때 상기 저항의 저항값을 감시하는 시스 히터 이상 판단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 소정의 공차 ±J% 또는 ±K%(여기서, ±J% < ±K%) 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 시스 히터 이상 판단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K% 범위 내에 있는 경우 유저에게 시스 히터의 교체 시기라고 고지하는 시스 히터 이상 판단 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 저항값 > ±K%인 경우 시스 히터 동작조건에서도 상기 시스 히터를 동작시키는 않는 시스 히터 이상 판단 장치.
시스 히터(sheath heater)를 채용하는 제품에서 절연이 파괴된 경우에 히터의 단선이나 단락과 같은 고장을 신속하게 판단할 수 있는 시스 히터 이상 판단 방법으로서,
상기 시스 히터를 구동하는 릴레이에 접속된 저항의 저항값을 MCU(micro controller unit)에 의해 감시 및 측정하는 단계;
상기 측정된 저항값이 소정의 저항 공차 ±J% 또는 ±K%(여기서, ±J% < ±K%) 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 측정된 저항값이 상기 공차 ±J% 또는 ±K%의 범위를 벗어난 경우에 시스 히터 교체시기라고 알려주거나 또는 시스 히터 고장으로 판단하고 에러 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 시스 히터 이상 판단 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, ±J% > 저항값 < ±K% 범위 내에 있는 경우 유저에게 시스 히터의 교체 시기라고 고지하는 시스 히터 이상 판단 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 저항값 > ±K%인 경우 시스 히터를 동작시켜야 할 조건에서도 상기 시스 히터를 동작시키는 않는 시스 히터 이상 판단 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 저항에 대한 측정된 저항값이, 저항값 < ±J%인 경우에 시스 히터를 동작시켜야 할 동작조건에서 시스 히터 구동 신호를 출력하는 시스 히터 이상 판단 방법.