KR20180126910A

KR20180126910A - 건조기용 플레임 센서

Info

Publication number: KR20180126910A
Application number: KR1020170061981A
Authority: KR
Inventors: 전영환
Original assignee: 전영환
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2018-11-28
Also published as: KR102017378B1

Abstract

본 발명은 세탁물 건조기에 취부되어 가열부의 온도를 감지하는 플레임 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 케이스; 상기 케이스의 내부에 고정되며 일측단이 가열부의 점화기의 전원입력단자에 결선되며, 타측단이 도전판의 일측선단과 결선되는 도전성 재질의 출력단자; 상기 케이스의 내부에 고정되며 일측단이 점화기로 인가되는 전원공급단자와 결선되고, 타측단은 바이메탈 부재의 일측편과 결선되는 도전성 재질의 입력단자; 일측선단이 상기 출력단자의 타측단에 결선되고, 타측선단은 자석체에 삽입된 고정접점이 부착된 도전판; 일측편이 상기 입력단자의 타측단에 결선되고, 타측편에 자석체가이드를 통하여 부착되되 상기 도전판의 고정접점과 전기적으로 결선되도록 접촉되는 이동접점이 부착된 바이메탈 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플레임 센서에 관한 것이다.

Description

건조기용 플레임 센서{Flame sensor use for dryer machine}

일반적으로, 전기식 건조기는 전기를 이용하여 코일 등의 열선을 발열시키고, 외부의 공기가 상기 열선을 통하여 가열되어 드럼의 내부를 순환하도록 함으로써, 습윤한 상태의 세탁물을 수용한 드럼 내부의 세탁물을 건조시키게 된다.

이러한 전기식 건조기는 세탁물이 수용되는 드럼과, 상기 드럼의 일측에 장착되어 열풍을 드럼 내부로 공급하기 위한 열풍 공급 덕트와, 전기가 공급되면 가열되는 코일 등의 열선으로 이루어진 가열부와, 상기 가열부의 온도를 감지하는 플레임 센서(flame sensor, '불꽃센서'라고도 지칭함)가 설치된다.

이러한 종래 건조기용 플레임 센서에 관한 기술은 대한민국특허공개공보 제 10-2003-8639 호 및 대한민국특허공개공보 제 10-2006-4014 호에 공지되어 있다. 그러나, 종래의 건조기용 플레임 센서들은 복잡한 구조로 이루어져 제조비용이 증가되는 단점이 있었으며, 이로 말미암아 센서의 신뢰성과 수명을 저하시킬 우려가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 종래의 건조기용 플레임 센서와 비교하여 보다 간단하고 단순한 구조로 이루어지며, 이를 통하여 플레임 센서의 신뢰성 및 수명을 제고시킬 수 있는 건조기용 플레임 센서의 구성을 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 건조기용 플레임 센서의 구성은, 케이스; 상기 케이스의 내부에 고정되며 일측단이 가열부의 점화기의 전원입력단자에 결선되며, 타측단이 도전판의 일측선단과 결선되는 도전성 재질의 출력단자; 상기 케이스의 내부에 고정되며 일측단이 점화기로 인가되는 전원공급단자와 결선되고, 타측단은 바이메탈 부재의 일측편과 결선되는 도전성 재질의 입력단자; 일측선단이 상기 출력단자의 타측단에 결선되고, 타측선단은 자석체에 삽입된 고정접점이 부착된 도전판; 일측편이 상기 입력단자의 타측단에 결선되고, 타측편에 자석체가이드를 통하여 부착되되 상기 도전판의 고정접점과 전기적으로 결선되도록 접촉되는 이동접점이 부착된 바이메탈 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 건조기용 플레임 센서는, 출력단자와 입력단자, 도전판 및 바이메탈 부재로 이루어진 단순한 구조로 이루어져 있어 플레임 센서의 작동상의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 사용 수명이 증가되어 유지보수비용이 절감되는 효과를 발현한다.

또한, 바이메탈 부재에 형성된 코팅층에 의하여 점화기의 복사열이 효율적으로 흡수될 수 있으므로 센서의 스위칭 작동이 확실하게 수행되는 잇점을 수득하게 된 매우 진보한 발명인 것이다.

도 1 은 본 발명의 플레임 센서의 건조기 내부의 설치위치를 나타낸 도면,
도 2 는 본 발명의 플레임 센서의 분해사시도,
도 3 은 본 발명의 플레임 센서의 내부구성도,
도 4 는 본 발명의 플레임 센서의 작동상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 건조기용 플레임 센서의 구성 및 작동을 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 플레임 센서의 건조기 내부의 설치위치를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 플레임 센서(100)는 건조기(1)의 내부에 설치되는 것으로서, 구체적으로, 전기가 공급되면 가열되는 코일 등의 열선으로 이루어진 가열부(10)를 수납한 하우징(11)에 부착된다.

이때, 상기 플레임 센서(100)는 건조기(1)에 설비된 드럼(2) 및 팬(4)의 회전에 의하여 발생되는 열풍을 드럼(2)의 내부로 공급하는 덕트(3)와 일정한 거리로 이격되어 설치되며, 플레임 센서(100)와 드럼(2) 및 팬(4)과의 이격거리는 플레임 센서(100)의 온도 감지에 간섭을 최소화시킬 수 있는 거리로서 설정하는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같이 건조기(1)에 설치되는 본 발명의 플레임 센서(100)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명의 플레임 센서의 분해사시도, 도 3 은 본 발명의 플레임 센서의 내부구성도이다.

각 도면을 참조하면, 본 발명의 플레임 센서(100)는 센서의 하우징을 형성하는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 내부에 고정되며 일측단(121)이 가열부(10)의 점화기(igniter, 미도시)의 전원입력단자에 결선되며 타측단(122)이 도전판(140)의 일측선단(141)과 결선되는 도전성 재질의 출력단자(120)와, 상기 케이스(110)의 내부에 고정되며 일측단(131)이 점화기로 인가되는 전원공급단자와 결선되고 타측단(132)은 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)과 결선되는 도전성 재질의 입력단자(130)를 포함한다.

또한, 본 발명의 플레임 센서(100)는, 일측선단(141)이 상기 출력단자(120)의 타측단(122)에 결선되고 타측선단(142)은 자석체(160)에 삽입된 고정접점(170)이 부착된 도전판(140)과, 일측편(151)이 상기 입력단자(130)의 타측단(132)에 결선되고 타측편(152)에 자석체가이드(161)를 통하여 부착되되 상기 도전판(140)의 고정접점(170)과 전기적으로 결선되도록 접촉되는 이동접점(180)이 부착된 바이메탈 부재(150)를 포함한다.

이때, 상기 출력단자(120)의 단자면을 관통하여 상기 도전판(140)의 하면에 접촉되도록 수직으로 돌출된 조절나사(190)가 구비되며, 상기 조절나사(190)를 조절하여 도전판(140)의 높이를 조절할 수 있다.

또한, 상기 입력단자(130)의 타측단(132)과 상기 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)은 리벳과 같은 연결체(200)로 상호 결합되고, 상기 출력단자(120)의 타측단(122)과 상기 도전판(140)의 일측선단(141)은 리벳과 같은 연결체(201)로 상호 결합된다.

또한, 상기 케이스(110)의 하부는 바이메탈 부재(150)로 전달되는 복사열을 투과시키는 동시에 외부로부터의 이물질 침투를 방지하기 위하여 강화유리재로 이루어진 윈도우(310)가 부착되며, 케이스(110) 자체는 브라켓(300)에 의하여 가열부(10)를 수납시키는 하우징(11)상에 체결된다.

상기 출력단자(120)는 도전성 재질로 이루어진 평판 형상의 부재이고, 단자의 몸체에는 상기 조절나사(190)가 관통되는 장공(123)이 형성되고 타측단(122)에는 연결체(201)가 삽입되는 홀(124)이 천공된다.

상기 입력단자(130)는 도전성 재질로 이루어진 평판 형상의 부재이고, 단자의 몸체에는 상기 연결체(200)가 삽입되는 홀(133)이 천공된다.

바람직하게는, 상기 출력단자(120) 및 입력단자(130)는 황동소재를 이용하는 것이 좋으며, 구체적으로, 본 발명 실시예는 상기 출력단자(120) 및 입력단자(130)로서 구리(Cu) 89.2%, 아연(Zn) 10.8% 의 황동재를 사용하였다.

상기 도전판(140)은 일측선단(141)에 연결체(201)가 삽입되는 삽입홀(144)이 형성되며, 타측선단(142)에 고정접점(170)의 몸체가 관통되는 관통공(143)이 형성되고, 고정접점(170)이 부착된 타측선단(142)이 일측선단(141)보다 더 높은 위치에 거치될 수 있도록 도전판(140)의 몸체가 타측선단(142)으로부터 일측선단(141)을 향하여 하향 경사지게 형성된 평판 형상의 부재이며, 조절나사(190)가 상기 타측선단(142)의 하측에 접촉되어 조절나사(190)의 조절에 의하여 도전판(140)의 높이를 조절할 수 있게 된다.

상기 도전판(140)의 재질은 구리, 구리합금, 스테인레스강이며, 방청성이 우수하여야 한다. 구체적으로, 본 발명 실시예는 구리(Cu) 96.8%, 니켈(Ni) 1.5%, 코발트(Co) 1.1% 및 실리콘(Si) 0.6% 로 이루어진 합금을 채용하였다.

상기 바이메탈(bimetal)부재(150)는, 가열부(10)의 점화기의 열이 가해지게 되면 구부러지는 특성을 가지는 통상의 부재로서, 소정의 열팽창계수를 가지는 일측편(151)을 가진다.

또한, 이러한 바이메탈 부재(150)의 타측편(152)은, 상기 일측편(151)의 끝단과 타측편(152)의 끝단에서 수직하게 연장되는 중앙편(153)에 의하여 일체로 형성된 “ㄷ”자 형상의 평판 형상의 부재이다.

이때, 상기 일측편(151)의 표면에는 복사열을 보다 잘 흡수할 수 있도록 코팅층(155)이 형성되어 있다. 상기 코팅층(155)은 바람직하게는 카본(carbon) 코팅층인 것이 좋다. 아울러, 상기 일측편(151)에는 연결체(200)가 삽입되는 삽입공(154)이 천공되어 있다.

또한, 상기 도전판(140)의 타측선단(142)에 부착된 자석체(160)는 몸체에 고정접점(170)이 내삽된 상태로서, 상기 고정접점(170)은 하부의 납작한 형상의 헤드(171)와 헤드(171)로부터 상방으로 돌출된 핀(172)으로 구성된 것으로서, 상기 핀(172)이 자석체(160)의 몸체에 형성된 내삽공(162)에 삽입고정된다.

이렇게 고정된 고정접점(170)은 상기 바이메탈 부재(150)의 타측편(152)의 말단에 부착된 자석체가이드(161)를 통하여 부착된 이동접점(180)과 전기적으로 결선되어 단락되도록 접촉되는 부재이며, 평상시에는 자석체(160)와 자석체가이드(161) 사이의 상호 작용되는 자력에 의하여 고정접점(170)과 이동접점(180)이 상호 접촉되어 전기적으로 단락상태에 있다가 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)이 열에 의하여 하방으로 구부러지면 중앙편(153)에 의하여 연결된 타측편(152)이 상방으로 들려지면서 자석체(160)와 자석체가이드(161) 사이의 자력에 의한 결합을 해제시켜 고정접점(170)과 이동접점(180)이 비접촉되면서 전기적으로 이들을 단선시키게 된다.

바람직하게는, 상기 바이메탈 부재(150)는 내식성이 있는 철-니켈 소재를 이용하여 형성되는 것이 좋으며, 구체적으로, 본 발명 실시예는 철(Fe) 68%, 니켈(Ni) 29.5% 및 망간(Mn) 2.5% 로 이루어진 합금 소재를 채용하였다.

또한, 상기 고정접점(170)은 접촉저항성, 내용착성, 전기전도도 및 내마모성이 우수한 부재를 이용하며, 구체적으로, 본 발명 실시예는 은(Ag) 90%, 니켈(Ni) 10% 및 구리(Cu) 0.5% 로 이루어진 합금 소재를 채용하였다.

또한, 상기 이동접점(180)은 접촉저항성, 내용착성, 전기전도도 및 내마모성이 우수한 부재를 이용하며, 구체적으로, 본 발명 실시예는 은(Ag) 90%, 니켈(Ni) 10% 로 이루어진 합금 소재를 채용하였다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 건조기용 플레임 센서(100)의 작동을 상세하게 설명한다.

도 4 는 본 발명의 플레임 센서의 작동상태도이다.

도면의 (a)부분을 참조하면, 본 발명의 건조기가 전원이 미인가된 초기 상태에서는 가열부(10)의 점화기가 미점화되어 가열부(10)의 온도 상승이 발생되지 않게되어 플레임 센서의 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)의 위치 변화가 발생되지 않게 되므로, 도전판(140)의 타측선단(142)에 부착된 자석체(160)와 바이메탈 부재(150)의 자석체가이드(161) 사이의 상호 작용되는 자력에 의하여 고정접점(170)과 이동접점(180)이 상호 접촉되어 고정접점(170)과 이동접점(180)은 전기적으로 단락상태에 있게 된다.

다음으로, 도면의 (b) 부분을 참조하면, (a)의 초기 상태에서 건조기에 전원이 인가되면, 플레임 센서의 입력단자(130)를 통하여 가열부(10)의 점화기로 인가되는 전원이 공급되고, 공급된 전원은 입력단자(130)와 바이메탈 부재(150) 및 출력단자(120)를 통하여 가열부(10)의 점화기(igniter)의 전원입력단자로 인가되면서 가열부(10)의 점화기가 작동하게 되며, 점화기 작동에 따라서 발생되는 복사열이 표면에 카본과 같은 재질로 이루어진 코팅층(155)을 형성한 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)에 의하여 흡수되게 된다.

그러면, 도면의 (c) 부분에 도시된 바와 같이, 전원이 인가되어 점화기 작동후 소정의 설정시간(본 발명 실시예는 대략 5-20 초)이 경과되면, 복사열을 흡수한 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)이 휘어지게 되면서 일측편(151)이 바이메탈 특성에 의하여 하측으로 하강하게 되고, 이에 따라서 상기 일측편(151)과 연결된 타측편(152)는 반대로 상방향으로 상승하게 된다.

이때, 자석체(160)와 자석체가이드(161) 사이의 자기력보다 상기 바이메탈 부재(150)의 타측편(152)이 상방향으로 상승하려는 힘이 더 크게 작용되는 시점이 되면, 자석체(160)와 자석체가이드(161)가 상호 분리되고, 이에 따라서 자석체가이드(161)에 부착되어 있던 이동접점(180)이 고정접점(170)과 분리되어 전기적으로 단선되면서 가열부(10)의 점화기의 작동을 중단시키게 된다.

이후, 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)이 휘어진 상태에서 소정의 설정시간(본 발명 실시예는 대략 27∼58 초)이 경과되면, 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)에 흡수되어 있던 복사열이 공기중으로 방사되어 일측편(151)이 냉각되므로, 하측으로 하강되어 있던 상태의 일측편(151)이 원래 위치로 복귀되면서 상방향으로 상승되고, 이에 따라서 상기 일측편(151)과 연결된 타측편(152)은 하방향으로 하강하게 된다.

그러면, 상호 분리되어 있던 자석체(160)와 자석체가이드(161)가 다시 접촉되게 되며, 이에 따라서 자석체가이드(161)에 부착되어 있던 이동접점(180)이 고정접점(170)과 결선되어 전기적으로 단락되면서 가열부(10)의 점화기의 작동이 다시 개시되며, 이후, 건조기의 전원이 인가되는 동안에는 상술한 바와 같은 플레임 센서의 가열부(10)의 점화기에 대한 스위치 작동이 연속적으로 수행되게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레임 센서(100)의 구동제어수단을 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 플레임 센서(100)의 보다 안정적인 제어를 위한 구동제어수단을 더 포함하여 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 구동제어수단은 서버(M)에 전원을 공급하는 전원공급모듈(M10), 서버(M)의 동작 상태에 따라 전원공급모듈(M10)을 제어하는 제어모듈(M20), 서버(M)의 상태를 감지하여 제어모듈(M20)로 전송하는 상태감지모듈(M30) 및, 제어모듈(M20)에 전원을 상시 공급하는 비상전원모듈(M40)을 포함한다.

상기 구성을 포함하는 구동제어수단은 전원공급모듈(M10)을 통해 서버(M)에 안정적으로 전원을 공급하고, 상태감지모듈(M30)을 통해 서버(M)의 상태를 지속적으로 감지함으로써 서버(M)의 동작 상태에 따라 서버(M)에 공급되는 전원을 제어하며, 비상전원모듈(M40)을 통해 갑작스럽게 전원이 끊기는 등의 비상시에도 제어모듈(M20)이 정상적으로 구동할 수 있도록 하여 사고에 적절하게 대처할 수 있도록 한다.

이하 도 5를 참고하여 상기한 구동제어수단의 각 모듈 별로 보다 구체적인 설명을 진행하기로 한다.

도 5를 참고하면, 전원공급모듈(M10)은 AC 입력전원에 포함된 노이즈를 제거하는 제1필터부(M11), 노이즈가 제거된 입력전원을 정류하여 DC 중간전원을 생성하는 정류부(M12), 전원의 온/오프 시에 중간전원에 포함되는 순간 노이즈를 제거하는 제2필터부(M13) 및, 중간전원을 변환하여 공급전원을 생성하는 변환부(M14)를 포함한다.

각 부 별로 살펴보면, 먼저 제1필터부(M11)는 입력전원의 노이즈를 1차로 제거하는 제1필터링회로(M111), 입력전원의 노이즈를 2차로 제거하는 제2필터링회로(M112) 및, 제1필터링회로(M111)를 거친 입력전원을 증폭하여 제2필터링회로(M112)로 인가하는 증폭회로(M113)를 포함한다.

보다 구체적으로, 먼저 제1필터링회로(M111)는 증폭용 npn 제1트랜지스터(Q101), 양단이 제1트랜지스터(Q101)의 베이스와 에미터에 연결된 필터용 캐패시터(C101) 및, 제1트랜지스터(Q101)의 콜렉터에 연결된 인덕터(L101)와 캐패시터들(C102)(C103)을 포함한다.

또한, 제2필터링회로(M112)는 증폭용 npn 제2트랜지스터(Q102), 제2트랜지스터(Q102)의 출력단에 연결된 필터용 캐패시터(C104), 역류방지용 다이오드(D101), 완충용 인덕터(L102)를 포함한다. 특히 필터용 캐패시터(C104)는 제2트랜지스터(Q102)의 콜렉터에 연결되고, 역류방지용 다이오드(D101)는 필터용 캐패시터(C104)와 완충용 인덕터(L102) 사이에 병렬로 연결되고, 완충용 인덕터(L102)는 후술하는 증폭회로(M113)의 제4트랜지스터(Q104)의 에미터에 연결된다.

아울러, 증폭회로(M113)는 다단으로 연결된 pnp 제3트랜지스터(Q103)와 npn 제4트랜지스터(Q104)를 포함한다. 이러한 다단 연결은 제3트랜지스터(Q103)의 콜렉터와 제4트랜지스터(Q104)의 베이스를 서로 연결함으로써 구성된다.

상기 구성을 포함하는 제1필터부(M11)의 동작 및 효과를 설명하면, 먼저 제1필터링회로(M111)에서, 제1트랜지스터(Q103)가 베이스에 연결된 저항(R101)을 통해 입력전원(예: AC 상용전원)을 인가받으면 턴-온(Turn-On) 되어 입력전원을 증폭시키고, 이 때 제1트랜지스터(Q101)의 콜렉터에 연결된 인덕터(L101)와 캐패시터(C102)(C103)들이 증폭된 입력전원에 포함된 노이즈를 제거하며, 추가로 상기 필터용 캐패시터(C101)가 에미터 측으로 흐르는 전류의 노이즈를 제거하여 제1트랜지스터(Q101)로 재입력한다.

이 후, 제1필터링회로(M111)를 거쳐 노이즈가 제거된 입력전원이 증폭회로(M113)의 제3 및 제4트랜지스터(Q103)(Q104)를 거치면서 증폭되어 제2필터링회로(M112)의 제2트랜지스터(Q102) 측으로 입력되고, 이 후 제2트랜지스터(Q102)는 입력된 입력전원을 재 증폭하고, 이 때 제2필터링회로(M112)의 필터용 캐패시터(C101)는 노이즈 제거를, 역류방지용 다이오드(D101)는 출력 측의 전원 역류 방지를, 완충용 인덕터(L102)는 정류부(M12)로 전송되는 입력전원의 저장을 통한 완충(Delay)을 제공한다.

다음으로, 전원공급모듈(M10)의 일 구성인 정류부(M12)는 노이즈가 제거된 입력전원을 정류하여 DC 중간전원을 생성하는 구성으로, AC-DC 정류에 관한 기술은 이미 널리 공지된 바 있으며, 이에 통상의 기술자가 본 발명을 실시하기 위해 종래의 기술을 충분히 참고하여 실시할 수 있는 바, 정류부(M12)에 관한 구체적인 설명 또는 도시를 생략하기로 한다.

다음으로, 전원공급모듈(M10)의 일 구성인 제2필터부(M13)는 전원의 온 시에 중간전원을 변환부(M14)로 공급하는 제1전원공급회로(M131), 전원의 오프 시에 중간전원을 변환부(M14)로 공급하는 제2전원공급회로(M132) 및, 제1 및 제2전원공급회로(M131)(M132)의 출력단에 연결되어 출력되는 중간전원의 노이즈를 그라운드로 소멸시키는 제3필터링회로(M133)를 포함한다.

보다 구체적으로, 제1전원공급회로(M131)는 pnp 제1스위칭트랜지스터(Q105), 제1스위칭트랜지스터(Q105)의 베이스 측에 구비된 추가정류용 다이오드(D102)와 바이어스 저항(R110)(R111)과 바이어스 캐패시터(C107), 제1스위칭트랜지스터(Q105) 에미터에 연결된 캐패시터(C109) 및, 제1스위칭트랜지스터(Q105)의 컬렉터에 연결된 출력다이오드(D105)를 포함한다.

다음으로, 제2전원공급회로(M132)는 npn 제2스위칭트랜지스터(Q106), 제2스위칭트랜지스터(Q106)의 베이스 측에 구비된 추가정류용 다이오드(D103)와 바이어스 저항(R112)(R113)(R114)과 바이어스 캐패시터(C108), 제2스위칭트랜지스터(Q106)의 컬렉터에 연결된 출력다이오드(D106)를 포함한다.

다음으로, 제3필터링회로(M133)는 npn 필터링 트랜지스터(Q107) 및, 필터링 트랜지스터(Q107)의 베이스 측에 구비된 저항(R116)을 포함한다.

상기 구성을 포함하는 제2필터부(M13)의 동작 및 효과를 설명하면, 전원 온 시, 즉 변환부(M14)를 통해 서버(M)에 공급전원을 공급할 때에는 제1전원공급회로(M131)가 동작하여 변환부(M14)로 중간전원을 전달하고, 전원 오프 시, 즉 변환부(M14)를 통해 서버(M)에 공급전원을 공급하지 않을 때에는 제2전원공급회로(M132)가 동작하여 변환부(M14)로 중간전원을 전달한다.

특히 제2필터부(M13)는 전원의 온/오프가 전환되는 순간에 의미를 갖는데, 이를 보다 상세하게 설명하면, 전원의 온 되는 순간에는, 저장캐패시터(C105)가 완충되기 전까지 제3필터링회로(M133)가 구동되어버리면 중간전원에 노이즈가 유입되는데, 이 때 제1전원공급회로(M131)의 저장캐패시터(C105)에서 추가정류용 다이오드(D102)와 바이어스 저항(R110)(R111)과 바이어스 캐패시터(C107)에 의해 분배되는 바이어스 전압이 제1스위칭트랜지스터(Q105)의 에미터 전압보다 높기 때문에 제1스위칭트랜지스터(Q105)가 차단 상태를 유지하고, 제2스위칭트랜지스터(Q106)가 동작하여 중간전원을 제3필터링회로(M133)로 전달하고, 제3필터링회로(M133)는 유입되는 또는 발생한 노이즈를 필터링 트랜지스터(Q107)의 에미터 측 그라운드를 통해 소멸시킨 후 변환부(M14)로 공급한다.

또한 전원이 오프 되는 순간에는 저장캐패시터(C105)에 충전된 전압으로는 제2스위칭회로(M132)를 구동시킬 수 없기 때문에, 제2스위칭트랜지스터(Q106)는 오프되고, 저장캐패시터(C105)가 방전되는 동안 제1스위칭회로(M131)가 구동되어 중간전원을 제3필터링회로(M133)로 전달하고, 제3필터링회로(M133)는 유입되는 또는 발생한 노이즈를 필터링 트랜지스터(Q107)의 에미터 측 그라운드를 통해 소멸시킨 후 변환부(M14)로 공급한다.

다음으로, 전원공급모듈(M10)의 일 구성인 변환부(M14)는 스위칭회로(M141), 저장회로(M142), 비교회로(M143) 및 제어회로(M144)를 포함하여 이루어지되, 제어회로(M144)가 공급전원의 위상과 기준 전압이, 동위상인 경우 PWM 제어를 수행하고, 위상차가 있는 경우 PFM 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

각 회로 별로, 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 스위칭회로(M141)는 중간전원을 스위칭하는 역할을 수행하며, 상호 직렬로 연결된 PMOS 스위칭 트랜지스터(M1)와 NMOS 동기정류 트랜지스터(M2)를 포함한다.

다음, 저장회로(M142)는 스위칭회로(M141)의 중간전원 스위칭에 의해 공급전원을 저장하는 역할을 수행하며, 스위칭회로(M141)의 출력 측에 연결된 인덕터(L103)와 이에 병렬로 연결된 캐패시터(C111)를 포함한다.

다음, 비교회로(M143)는 변환하고자 하는 기준 전압과 공급전원의 전압 및 위상을 비교하는 역할을 수행하며, 중간전원의 입력단에 연결된 반전 비교기(COM1), 반전 비교기(COM1)의 출력단에 선택적으로 연결되는 OR게이트(OR1)와 저항(R117), 스위칭 트랜지스터(M1)의 게이트와 OR게이트(OR1)의 사이에 연결된 딜레이소자(Delay)를 포함한다.

다음, 제어회로(M144)는 스위칭회로(M141)를 제어하여 공급전원이 기준 전압에 부합하도록 하는 역할을 수행하며, 상기한 반전 비교기(COM1)의 출력단, OR게이트(OR1)의 출력단, 그리고 스위칭회로(M141)에 연결된 변조제어소자(MC)를 포함한다.

상기 구성을 포함하는 변환부(M14)의 동작 및 효과를 설명하면, 일반적으로 서버(M)의 동작을 위해서는 주기 신호(클락, CLK)를 필요로 하고, 이러한 주기 신호는 펄스형으로 이루어지기 때문에, 펄스형 전원(공급전원)이 공급되어야 한다. 이러한 펄스형 전원을 공급하기 위해 PWM 제어가 활용되는데, 클락 주기를 길게 하기 위한 전원(이하 긴 주기용 전원)을 공급하게 되는 경우 PWM 제어는 효율성이 떨어지게 된다. 이를 해결하기 위해 변환부(M14)는 긴 주기용 전원을 공급하는 경우 PFM 제어로 전환하여 전원 공급 효율성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이를 위해 변환부(M14)는 저장회로(M142)에 저장된 공급전원의 전압 및 위상과 기준 전압을 비교회로(M143)에서 비교하여 공급전원의 위상과 기준 전압이 동위상인 경우 제어회로(M144)가 PWM 제어를 수행하고, 위상차가 있는 경우(긴 주기용 전원) 제어회로(M144)가 PFM 제어를 수행하여, 효율성을 극대화하는 것이다.

이어서 도 5를 참고하면, 상태감지모듈(M30)은 서버(M)의 데이터 처리 상태, 즉 클락 주기를 검출하는 상태검출부(M31) 및, 서버(M)의 온도 상승을 검출하는 온도검출부(M32)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상태검출부(M31)는 서버(M)에서 사용되고 있는 클락 주기를 감지하는 감시소자(M311)를 포함하고, 온도검출부는 서버(M)의 운전 온도를 감지하는 온도센서(M321)를 포함할 수 있다.

이러한 상태감지모듈(M30)의 구성을 통해, 제어모듈(M20)은 서버(M)의 상태를 지속적으로 감지함으로써 서버(M)의 동작 상태에 따라 서버(M)에 공급되는 전원을 제어한다. 예를 들면, 서버(M)의 클락 주기를 줄여야 하는 경우, 상태검출부(M31)에서 서버(M)의 클락 주기를 검출하고 이를 기반으로 제어모듈(M20)이 전원공급모듈(M10)에서 공급되는 공급전원의 펄스 주기를 감소시키도록 제어한다. 또 다른 예로, 서버(M)에 이상이 발생하여 비정상적으로 서버(M)의 온도가 상승하는 경우, 온도검출부(M32)에서 서버(M)의 운전 온도를 검출하고 이를 기반으로 제어모듈(M20)이 전원공급모듈(M10)에서 공급되는 공급전원을 긴급 차단하도록 제어한다.

특히 이러한 제어모듈(M20)은 긴급 상황을 대비하여 상시로 전원을 공급받는 것이 바람직하며, 이를 위해 구동제어수단은 비상전원모듈(M40)을 통해 갑작스럽게 전원이 끊기는 등의 비상시에도 제어모듈(M20)이 정상적으로 구동할 수 있도록 하여 사고에 적절하게 대처할 수 있도록 하였다.

보다 구체적으로, 비상전원모듈(M40)은 제2필터부(M13)의 출력단에 연결되어 제2필터부(M13)로부터 중간전원을 인가받아 저장하고 있다가 비상 시(전원이 차단될 때) 제어모듈(M20)에 전원을 공급하는데, 이러한 비상전원모듈(M40)은 전압 변환용 저항(R401)(R402), 이에 병렬 연결된 충전용 캐패시터(C401)(C402)(C403) 및, 이에 직렬 연결된 방전 방지용 다이오드(D401)를 포함한다.

상기 구성을 포함하는 비상전원모듈(M40)은 전압 변환용 저항(R401)(R402)을 통해 앞서 설명한 '노이즈가 제거된 중간전원'을 충전용 캐패시터(C401)(C402)(C403)에 저장함으로써 비상 상황 발생 시에도 제어모듈(M20)로 전원이 공급될 수 있도록 하고, 이 때 다이오드(D401)를 통해 캐패시터(C401)(C402)(C403)에 충전된 전원이 방전되지 않도록 한다.

이상의 설명에서 본 발명의 건조기용 플레임 센서의 구성 및 작동을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 건조기 2; 드럼
3; 덕트 4; 팬
10; 가열부 11; 하우징
100; 플레임 센서 110; 케이스
120; 출력단자 121: 일측단
122 : 타측단 123 : 장공
124 : 홀 130; 입력단자
131 : 일측단 131 : 타측단
140; 도전판 141 : 일측 선단
142 : 타측 선단 150; 바이메탈 부재
151 : 일측편 152 : 타측편
152 : 중앙편 154 : 삽입공
155 : 코팅층 160; 자석체
161; 자석체 가이드 162 : 내삽공
170; 고정접점 171 : 헤드
172 : 핀 180; 이동접점
190; 조절나사 200,201; 연결체
300; 브라켓 310; 윈도우

Claims

가열부(10)의 점화기의 온도를 감지하는 플레임 센서에 있어서,
케이스(110);
상기 케이스(110)의 내부에 고정되며 일측단(121)이 가열부(10)의 점화기의 전원입력단자에 결선되며, 타측단(122)이 도전판(140)의 일측선단(141)과 결선되는 도전성 재질의 출력단자(120);
상기 케이스(110)의 내부에 고정되며 일측단(131)이 점화기로 인가되는 전원공급단자와 결선되고, 타측단(132)은 바이메탈 부재(150)의 일측편(151)과 결선되는 도전성 재질의 입력단자(130);
일측선단(141)이 상기 출력단자(120)의 타측단(122)에 결선되고, 타측선단(142)은 자석체(160)에 삽입된 고정접점(170)이 부착된 도전판(140);
일측편(151)이 상기 입력단자(130)의 타측단(132)에 결선되고, 타측편(152)에 자석체가이드(161)를 통하여 부착되되 상기 도전판(140)의 고정접점(170)과 전기적으로 결선되도록 접촉되는 이동접점(180)이 부착된 바이메탈 부재(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플레임 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 출력단자(120)의 단자면을 관통하여 상기 도전판(140)의 하면에 접촉되도록 수직으로 돌출된 조절나사(190);를 더 포함하고,
상기 조절나사(190)를 조절하여 상기 도전판(140)의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 플레임 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 바이메탈 부재(150)는,
상기 일측편(151)의 끝단과 타측편(152)의 끝단에서 수직하게 연장되는 중앙편(153)에 의하여 일체로 형성되고,
상기 일측편(151)의 표면에 점화기에서 발생되는 복사열의 흡수가 가능한 코팅층(155)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플레임 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 케이스(110)의 하부에 유리재로 이루어진 윈도우(310)가 부착되고,
상기 출력단자(120) 및 입력단자(130)는 황동 재질이며,
상기 도전판(140)은 구리, 구리합금, 스테인레스강중 어느 하나의 재질로 이루어고,,
상기 바이메탈 부재(150)는 철 및 니켈을 포함하는 합금 재질이고,
상기 고정접점(170)은 은, 니켈 및 구리를 포함하는 합금재질이며,
상기 이동접점(180)은 은, 니켈을 포함하는 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플레임 센서.