KR20190077875A

KR20190077875A - 가스 버너용 bldc 팬 모터 제어장치

Info

Publication number: KR20190077875A
Application number: KR1020170179412A
Authority: KR
Inventors: 이재일; 박성민; 장석후
Original assignee: 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-07-04
Also published as: KR102053645B1

Abstract

본 발명은 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 관한 것으로, 가스 연소기기에서 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 정해진 허용범위를 초과하면 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한다.
본 발명에 따르면 가스 연소기기에 사용되는 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 정해진 허용범위로 제어되기 때문에 BLDC 팬 모터의 제어장치를 구성하는 중요 부품의 손상이 방지되고, 그 결과로 기존에 과전압 공급에 기인하여 발생하던 모터 동작 불량이나 모터의 동작이 멈추는 무감현상이 발생하는 문제점을 모두 해소할 수 있고, 이러한 문제점 해결은 가스 연소기기에 대한 소비자의 고장수리 요구를 최소화하고 해당 가스 연소기기에 대한 만족도를 향상하는 요인이 된다.

Description

가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치{BLDC fan motor control device for gas burner}

본 발명은 가스 버너에 관한 것이며, 더욱 상세히는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 관한 것이다.

가스 버너는 가스를 연료로 사용하는 보일러나 온수기, 식기 세척기 등과 같은 가스 연소기기에 사용되고, 통상 팬 모터(Fan motor)를 통해 외부로부터 연소실로 공기를 공급받아 가스를 연소한다.

상기한 바와 같이 가스 버너로 연소용 공기를 공급하는 팬 모터로는 2가지 종류, 예컨대 AC(Alternate Current) 팬 모터와 BLDC(Brushless Direct Current) 팬 모터가 주로 사용된다.

AC 팬 모터는 220V 상용 전원을 사용하며 제어장치가 필요없고 과전압에 의한 고장 확률이 낮다는 장점이 있다.

이와 달리, BLDC 팬 모터는 220V 상용 전원을 AC/DC 변환하고 구동 전압 공급을 제어하기 위한 제어장치가 필요하고, 종종 사용 범위를 넘어선 과전압이 인가되면 BLDC 팬 모터의 제어장치를 구성하는 PCB 상의 파워트랜지스터나 구동 IC 등과 같은 중요 부품의 손상을 초래한다.

예컨대, 상기한 보일러나 온수기, 식기 세척기 등과 같은 가스 연소기기는 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위해 BLDC 팬 모터의 구동 전압을 정해진 값으로 상승시켜 회전수를 높이고 가스 버너로 공급되는 가스 공급량을 해당 회전수와 비례하여 증가시킴으로써 연소 열량을 증대하며, 그 결과로 사용자가 설정한 필요 열량이 형성된다.

하지만, 상기와 같이 가스 연소기기에서 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위해 BLDC 팬 모터의 구동 전압을 정해진 값으로 상승시켜 회전수를 높이더라도 상기한 필요 열량(kcal/h)이 충분히 형성되지 않는 경우가 종종 발생한다.

이 경우, 가스 연소기기에 구비된 BLDC 팬 모터의 제어장치는 상기 필요 열량(kcal/h)을 충분히 형성하기 위해 BLDC 팬 모터의 구동 전압을 정해진 기준값보다 더 상승시켜 회전수를 높이고 가스 버너로 공급되는 가스 공급량을 해당 회전수와 비례하여 더 증가시킴으로써 연소 열량을 더 증대하며, 그 결과로 상기 필요 열량이 충분히 형성될 수 있다.

그러나, 이때 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 과도하게 상승하면 상기한 바와 같이 BLDC 팬 모터의 제어장치를 구성하는 PCB 상의 파워트랜지스터나 구동 IC 등과 같은 중요 부품의 손상을 초래하고, 그 결과로 모터 동작 불량이나 모터의 동작이 멈추는 무감현상이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 해당 가스 연소기기에 대한 소비자의 고장수리 요구를 유발하고 해당 가스 연소기기에 대한 불만을 증대하는 나쁜 요인이 된다.

KR

20-1992-0005387

Y1

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 연소기기에서 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 정해진 허용범위를 초과하면 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치는, 가스 연소기기 사용자가 설정한 연소제어신호를 입력받는 입력부; 및

상기 입력부를 통해 입력되는 연소제어신호를 바탕으로 연소 시 필요 열량(kcal/h)을 연산하고, 상기 필요 열량(kcal/h)에 대응하는 열량제어신호를 출력하여 가스 버너의 가스 연소 작동을 제어하고 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 전압제어신호를 출력하여 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 필요한 연소용 공기를 공급하는 BLDC 팬 모터의 구동 전압을 제어하고 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위를 초과하면 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어하는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압 허용범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한 후 열량 검지부를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 연소정지신호를 출력하여 가스 버너의 연소 작동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치에 있어서, 상기 제어부는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 가스 버너의 연소 작동을 정지시키기 전이나 가스 버너의 연소 작동을 정지시킨 후에 에러발생신호를 출력하여 경보부를 통해 BLDC 팬 모터의 고장(예컨대, 연소용 공기 공급 불량)을 알리는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 가스 연소기기에 사용되는 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 정해진 허용범위로 제어되기 때문에 BLDC 팬 모터의 제어장치를 구성하는 중요 부품의 손상이 방지되고, 그 결과로 기존에 과전압 공급에 기인하여 발생하던 모터 동작 불량이나 모터의 동작이 멈추는 무감현상이 발생하는 문제점을 모두 해소할 수 있다.

본 발명에 의한 이러한 문제점 해결은 가스 연소기기에 대한 소비자의 고장수리 요구를 최소화하고 해당 가스 연소기기에 대한 만족도를 향상하는 요인이 된다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치의 작동 과정을 설명하는 실시예.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치(100)는 입력부(110)와 제어부(120), 열량 검지부(130), 및 경보부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 입력부(110)는 가스를 연료로 사용하는 보일러나 온수기, 식기 세척기 등과 같은 가스 연소기기 사용자가 설정한 연소제어신호를 입력받는다.

상기 제어부(120)는 상기 입력부(110)를 통해 입력되는 연소제어신호를 바탕으로 연소 시 필요 열량(kcal/h)을 연산하고, 상기 필요 열량(kcal/h)에 대응하는 열량제어신호를 출력하여 가스 버너(200)의 가스 연소 작동을 제어하고, 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 전압제어신호를 출력하여 가스 버너(200)의 가스 연소 작동 중에 필요한 연소용 공기를 공급하는 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압을 제어한다.

상기 제어부(120)는 가스 버너(200)의 가스 연소 작동 중에 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위를 초과하면 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한다.

상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압 허용범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정한다.

상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정한다.

상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한 후 열량 검지부(130)를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 연소정지신호를 출력하여 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시킨다.

상기 제어부(120)는 상기한 바와 같이 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시키기 전이나 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시킨 후에 에러발생신호를 출력하여 경보부(140)를 통해 BLDC 팬 모터(210)의 고장(예컨대, 연소용 공기 공급 불량)을 알린다.

상기 열량 검지부(130)는 가스 버너(200)의 연소 작동 중에 온도를 감지하는 온도센서로 구현하는 것이 바람직하고, 상기 제어부(120)는 온도센서의 온도변화량을 연소 열량(kcal/h)으로 환산한다.

상기 경보부(140)는 점등 혹은 점멸하여 경보하는 경보등(예컨대, LED)이거나 경보음이나 경보 음성메시지를 출력하는 스피커나 버저(buzzer) 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치(100)는 다음과 같이 작동한다.

이하에서는 도 2에 나타낸 실시예를 참고하여 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치(100)의 작동 과정(S100)을 구체적으로 설명한다.

도 2를 참조하면, 가스를 연료로 사용하는 보일러나 온수기, 식기 세척기 등과 같은 가스 연소기기 사용자가 원하는 필요 열량(kcal/h)을 설정하도록 상기 입력부(110)가 연소제어신호를 입력받으면, 상기 제어부(120)는 상기 입력부(110)를 통해 입력되는 연소제어신호를 바탕으로 연소 시 필요 열량(kcal/h)을 연산하고, 상기 필요 열량(kcal/h)에 대응하는 열량제어신호를 출력하여 가스 버너(200)의 가스를 연소한다(S110).

이때, 상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 전압제어신호를 출력하여 가스 버너(200)의 가스 연소 작동 중에 필요한 연소용 공기를 공급하는 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압을 제어한다.

또한, 이때 상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압 허용범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정하고, 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정한다.

참고로, 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위는 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 1∼5%의 범위로 정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 사용자가 설정한 필요 열량인 100kcal/h라면 상기 강제강하범위는 최대 99kcal/h에서 최소 95kcal/h로 정함으로써 가스 연소기기의 연소 열량이 지나치게 저하되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 열량제어신호와 전압제어신호가 출력됨에 따라서, 가스 연소기기는 가스 버너(200)의 가스 연소 작동 중에 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위해 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압을 상기 전압제어신호에 의해 정해진 값으로 상승시켜 회전수를 높이고 가스 버너(200)로 공급되는 가스 공급량을 해당 회전수와 비례하여 증가시킴으로써 연소 열량을 증대하며, 그 결과로 사용자가 설정한 필요 열량이 형성된다.

한편, 상기와 같이 가스 버너(200)의 가스 연소 작동 중 상기 제어부(120)는 상기 입력부(110)를 통해 사용자의 요구에 의한 연소정지신호 입력 여부를 확인한다(S120).

만약, 이때 사용자의 요구에 의한 연소정지신호 입력이 없으면 상기 제어부(120)는 가스 버너(200)의 연소 작동 중에 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위를 초과하는지를 확인한다(S130).

예컨대, 상기 제어부(120)는 BLDC 팬 모터(210)의 구동 중 전달되는 피드백 전압이나 피드백 전류를 근거로 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압을 감지하여 상기한 허용범위 초과 여부를 확인한다.

이와 달리, 이때 사용자의 요구에 의한 연소정지신호 입력이 확인되면 상기 제어부(120)는 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시킨다(S180).

만약, 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위를 초과하는 것으로 확인되면, 상기 제어부(120)는 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한다(S140).

이때, 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위는 상기한 바와 같이 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 1∼5%의 범위로 정함으로써 가스 연소기기의 연소 열량이 지나치게 저하되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이처럼, 상기 제어부(120)가 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한 후, 상기 제어부(120)는 연이어서 상기 열량 검지부(130)를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만인지를 판별한다(S150).

만약, 상기 열량 검지부(130)를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만이 아니라면 상기 제어부(120)는 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어하는 과정(S110,S120,S130,S140)을 반복한다.

이와 달리, 상기 열량 검지부(130)를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 상기 제어부(120)는 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시키기 전이나 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시킨 후에 에러발생신호를 출력하여 경보부(140)를 통해 BLDC 팬 모터(210)의 고장(예컨대, 연소용 공기 공급 불량)을 알린다.

도 2에 나타낸 실시예에서는 상기 제어부(120)가 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시키기 전에 에러발생신호를 출력하여 경보부(140)를 통해 BLDC 팬 모터(210)의 고장(예컨대, 연소용 공기 공급 불량)을 알린 다음 연소정지신호를 출력하여 가스 버너(200)의 연소 작동을 정지시킨다(S160,S170).

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 가스 연소기기에 사용되는 BLDC 팬 모터(210)의 구동 전압이 사용자가 설정한 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 정해진 허용범위로 제어되기 때문에 BLDC 팬 모터 제어장치(100)를 구성하는 중요 부품의 손상이 방지되고, 그 결과로 기존에 과전압 공급에 기인하여 발생하던 모터 동작 불량이나 모터의 동작이 멈추는 무감현상이 발생하는 문제점을 모두 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 의해 상기한 문제점을 모두 해소하면 가스 연소기기에 대한 소비자의 고장수리 요구를 최소화하고 해당 가스 연소기기에 대한 만족도를 향상할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

100: 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치 110: 입력부
120: 제어부 130: 열량 감지부
140: 경보부 200: 가스 버너
210: BLDC 팬 모터

Claims

가스 연소기기 사용자가 설정한 연소제어신호를 입력받는 입력부; 및
상기 입력부를 통해 입력되는 연소제어신호를 바탕으로 연소 시 필요 열량(kcal/h)을 연산하고, 상기 필요 열량(kcal/h)에 대응하는 열량제어신호를 출력하여 가스 버너의 가스 연소 작동을 제어하고 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 전압제어신호를 출력하여 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 필요한 연소용 공기를 공급하는 BLDC 팬 모터의 구동 전압을 제어하고 가스 버너의 가스 연소 작동 중에 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위를 초과하면 자동으로 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어하는 제어부;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 형성하기 위한 BLDC 팬 모터의 구동 전압 허용범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정하는 것을 특징으로 하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 강제로 낮추기 위한 강제강하범위를 해당 필요 열량(kcal/h)에 대응하여 자동으로 변경하여 정하는 것을 특징으로 하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 필요 열량(kcal/h)을 정해진 강제강하범위로 낮추고 BLDC 팬 모터의 구동 전압이 정해진 허용범위에서 공급되도록 제어한 후 열량 검지부를 통해 검지되는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 연소정지신호를 출력하여 가스 버너의 연소 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제어부는 현재 연소 열량(kcal/h)이 상기 강제강하범위 미만으로 판별되면 가스 버너의 연소 작동을 정지시키기 전이나 가스 버너의 연소 작동을 정지시킨 후에 에러발생신호를 출력하여 경보부를 통해 BLDC 팬 모터의 고장을 알리는 것을 특징으로 하는 가스 버너용 BLDC 팬 모터 제어장치.