KR890006468Y1

KR890006468Y1 - 기화기 온도 과도 상승 방지회로

Info

Publication number: KR890006468Y1
Application number: KR2019870004282U
Authority: KR
Inventors: 허만영
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 한형수
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1989-09-23
Also published as: KR880018417U

Abstract

내용 없음.

Description

기화기 온도 과도 상승 방지회로

제1도는 본 고안에 따른 연소기 시스템의 블록도.

제2도는 본 고안의 일실시예에 따른 기화기온도 과도상승 방지회로의 상세회로도.

제3 (a)도-제3(d)도는 제2도의 각부 동작에 따른 파형도.

제4도는 석유연소기의 개략적 구성도.

제5도는 본 고안의 마이콤제어부 제어흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이콤 제어부 2 : A/D변환 범위 조정부

3 : 기화기 온도감지부 4 : 기화기 온도과도상승 대책부

5 : 기화기 히터구동부 6 : 착화감지부

7 : 실온감지부 8 : 안전스위치 감지부

9 : 표시부 10 : 키입력부

11 : 전자펌프구동부 12 : 점화트랜스 구동부

13 : 모터구동부 14 : 버너모터 트리거회로

15 : 팬모터 트리거회로 16 : 전원공급단

17 : 동작부 HLA : 바이메탈

SW₁: 운전스위치 T : 전원트랜스

RY₁: 전원차단릴레이 RY₂: 히터제어릴레이

RY₃: 점화기 및 전자펌프 구동릴레이 D_l-D₃: 다이오드

C₁-C₃: 콘덴서 R₁-R₁₄: 저항

Q₁-Q₃: 트랜지스터 OP₁: 비교기

H : 히터 IG : 점화기

EP : 전자펌프 BM : 버너모터

FM : 팬모터 BD₁-BD₂: 브리지다이오드

SCR₁-SCR₂: 다이리스터 HTH : 써미스터 (Thermistor)

101 : 석유탱크 102 : 석유

103 : 전자펌프 104 : 석유인입구

105 : 1차 공기흡입구 106 : 팬

107 : 버너모터 108 : 점화기

109 : 서미스터 110 : 바이메탈

111 : 기화기 고정대 112 : 기화기

113 : 히터

본 고안은 연소기에 있어서 기화기 온도과도상승을 방지하기 위한 제어회로에 관한 것으로, 특히 기화기내에 서미스터(Thermistor)를 장착하여 기화기의 온도를 감지하도록 하고 기화기 온도가 과도상승시 마이크로 컴퓨터(Microcomputer : 이하 마이콤이라 칭한다)의 제어에 의하여 자동적으로 전원을 차단함으로써 정상온도를 유지할 수 있도록 제어하는 기화기 온도과도상승 방지회로에 관한 것이다.

종래의 기화기 온도과도상승방지 방식은 바이메탈을 사용하였던 것으로, 석유연소기의 개략 구성도인 제4도를 참조하면 바이메탈(110)을 기화기 (112) 아래측에 위치한 고정대(111)에 취부하여 상기 기화기의 온도를 감지토록 한후 온도과도상승시 상기 바이메탈(110)의 기계직인 접점 접속에 의해서 전원이 차단되게 함으로써 기화기의 온도과도상승을 방지하였다.

그러나 바이메탈을 사용한 종래의 방식에 있어서는, 바이메탈의 취부위치 또는 감지영역에 따라 온도감지의 오차가 크게 발생하므로 안정한 온도과도상승 대책을 얻을 수 없었을 뿐 아니라 바이메탈의 특성상 기계적인 접점접속에 의해서 동작되므로 정밀도가 저하되었고 오동작의 우려가 많은 결점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 연소기의 기화기 온도과도상승시 전원을 자동으로 차단시켜 기화기의 온도과도상승을 방지하고 기화기가 충분히 냉각된 상태에서 다시 전원을 공급하여 적정온도로써 기화기가 재동작될 수 있도록 하는 기화기 온도과도상승 방지회로를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은 기화기내에 장착된 서미스터로써 온도를 감지토록 하고 마이콤을 사용하여 각부동작을 제어하도록 구성함으로써 안정되고 정밀하게 동작하는 기화기 온도과도상승 방지회로를 제공함에있다

이하 본 고안을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 연소기 시스템의 전체 구성을 도시한 블록도로서, 소정 기준전압 설정에 의하여A/D(Analog-To-Digital : 이하 A/D라 칭한다) 변환시 변환의 범위를 조정하는 A/D 변환범위조정부(2)와, 기화기의 온도를 감지하는 기화기 온도감지부(3)와, 기화기온도의 이상과도상승시 운전정지 및 안전동작을 수행하기 위한 기화기 온도과승 대책부(4)와, 기화기 히터구동부(5)와, 불꽃상태를 감지하여 착화상태를 판단하는 착화감지부(6)와, 방안의 실내온도를 감지하는 실온감지부(7)와, 진동 또는 기름이 떨어졌을시 연소정지 신호를 출력하는 안전스위치 감지부(8)와, 설정온도, 운전상태등의 소정데이타를 표시하는 표시부(9)와, 운전시 소정기능을 선택하기 위한 키입력부(10)와, 전자펌프구동부(11)와, 점화트랜스구동부(12)와, 모터구동부(13)와, 상기 각부와 접속되어 연소기 시스템의 모든 동작을 제어하는 마이콤 제어부(1) 및 전자펌프(EP), 버너모터(BM), 팬모터(FM), 점화기(IG) 등을 포함하는 동작부(17)로 구성된다.

한편 제2도는 본 고안의 일실시예의 상세회로도로서, 상기 제1도의 연소기 시스템 블록도중 본 고안에 따른 기화기 온도과도상승 방지회로에 해당되는 A/D 변환범위조정부(2)와 기화기 온도감지부(3)와 기화기 온도과승 대책부(4)를 포함하여 구성된다.

도면중 저항(R₁-R₄)과 트랜지스터(Q₁)로 구성된 부분이 상기 A/D 변환범위조정부(2)에 대응되고, 서미스터(HTH)와 저항(R₅)과 콘덴서(C₂)로 구성된 부분이 상기 기화기 온도감지부(3)에 대응되며, 저항(R₆-R₁₁)과 비교기(OP₁)와 다이오드(D₂)(D₃)와 트랜지스터(Q₂)와 릴레이(RY₁)로 구성된 부분이 상기 기화기 온도과승 대책부(4)에 대응되고, 저항(R₁₃)(R₁₄)rhk 트랜지스터(Q₃)와 릴레이(RY₂)로 구성된 부분이 기화기 히터구동부(5)에 대응되며, 또한 동작부(17)는 공지의 회로로서 전자펌프(EP)와 버너모터(BM), 팬모터(FM)와 점화기(1G)와 히터(H)를 포함하여 구성된다.

미설명부호 Port 0는 A/D 변환범위 조정단자이고, Port 1은 히터 구동신호 출력단자이며,는 마이콤제어부(1)의 리셋트단자이고, AD₁은 아날로그 입력단자이며, AVR⁺과 AVR^-는 A/D 변환 기준전압 단자이다.

따라서 상술한 도면 구성을 참조하여 석유연소기의 동작을 설명하면, 사용자가 운전스위치(SW₁)를 선택하면 키입력부(10)으로부터 마이콤이 운전스위치를 감지하여 기화기 히터구동부(5)를 동작시켜 히터제어릴레이(RY₂)를 도통시켜 히터(H)를 ON시켜 기화기(112)를 예열한다.

기화기 온도감지부(3)의 서미스더(HTH)의 저항간 변화를 마이콤 제어부(1)에서 A/D 변환하여 예열 완료온도에 도달하면 모터구동부(13)를 동작시켜 버너모터 트리거신호(13A)와 송풍모터 트리거신호(13B)를 발생시켜 BM 트리거회로(14)와 FM트리거회로(15)를 동작시켜 다이리스터(SCR₁,SCR₂)가 도통되어 버너모터(BM)와 송풍모터(FM)는 각각 브리지 다이오드(BD₁,BD₂)를 통하여 전류가 흘러 버너모터(BM), 송풍모터(FM)가 동작하게 된다.

마이콤에 기억된 일정시간후, 점화트랜스구동부(12)를 동작시켜 릴레이(RY₃)가 도통되어 점화기(IG)가 동작되며 전자펌프(EP)에 정류다이오드(D1), 콘덴서(C1)에 의해 정류된 전압이 인가되며 전자펌프구동부(11)를 동작시켜 전자펌프(EP)를 구동시킨다.

제4도에서 석유탱크(101)내의 석유는 전자펌프의 구동에 의해 석유인입구(104)를 통하여 기화기(112) 내부에 분사되며 버너모터(107)에 부착된 팬(106)에 의하여 연소용 1차 공기는 흡입구(105)를 통하여 기화기(112) 내부에 흡입된다.

기화기(112) 내부에서 기화된 석유가스는 점화기 (IG)의 불꽃방전에 의하여 점화된다.

착화감지부(6)에서는 불꽃상태를 감지하여 착화상태를 마이콤(1)이 판단하여 계속 운전하게 된다.

안전스위치 감지부(8)는 진동 또는 기름떨어짐, 석유탱크내의 수검지등을 하는 경우 연소정지하기 위한 신호를 마이콤(1)에 전달하여 즉시 연소를 정지시키며 실온감지부(7)는 방안의 실내온도를 감지하는 부분이며 설정온도등을 표시부(9)에 표시하게 된다.

또한, A/D 변환범위 조정부(2)에서 조정단자(Port 0)로서 저항(R₃,R₄)을 통하여 조정트랜지스터(Q₁) 제어로서 A/D 변환 기준전압 AVR⁺, AVR^-를 조정할 수 있게 된다.

저항 R₁, R₂는 기준전압 설정 저항이다.

기화기 온도감지부(3)는 서미스터(HTH)와 분압저항(R₅)로서 분압된 전압이 아날로그 입력단자(AD₁)에 입력되어 마이콤 내부의 A/D 변환기에서 온도에 해당되는 변환치를 읽게 된다.

또한 분압전압은 기화기 온도과승 대책부(4)의 비교기(OP₁)의 (-)단자에 입력되며 설정저항(R₆,R₇,R₈)에 의해 비교전압이 (+)단자에 인가되어 기화기 온도의 과승상태를 판단하며 과도상승시 비교기(OP₁)의 출력이 "로우" 상태가 되어 저항(R₁₀)을 통하여 릴레이 구동트랜지스터(Q₂)를 턴온시켜 전원차단용 릴레이(RY₁)를 도통시켜 릴레이 접점 (RY₁)이 오픈되어 히터(H), 정화기(IG)등에 공급되는 전원이 차단된다.

저항(R₉)은 비교기(OP₁)이 오픈콜렉터 상태시 트랜지스터(Q₂)의 동작방지용이며 콘덴서(C₂)는 서미스터(HTH)의 전압안정용이다.

한편, 제3도는 상기 제2도의 각부동작에 따른 파형도로서, 제3(a)도는 마이콤 제어부(1)의 아날로그 입력단(AD₁)에서의 기화기 온도변화에 대한 입력전압치 변화를 도시하는 구성도이며, 제3(b)도는 마이콤 제어부(1)의 조정단자(Port 0)상태에 따른 A/D 변환 기준전압의 상태를 도시하는 파형도이고, 제3(c)도는 온도변화에 따른 A/D 변환상태를 마이콤 제어부(1)의 조정단자(Port 0)의 "하이" 또는 "로우"'상태에 따라 도시한 파형도이며, 제3(d)도는 상기 기화기 온도과승 대책부(4)에서 기화기 온도의 변화에 따른 비교기(OP₁)의 출력상태를 나타낸 구성도이다.

제5도는 본 고안의 마이콤 제어부(1)의 제어상태를 표현한 흐름도로서 상기 마이콤 제어부(1)에서 수행된다.

이제 본 고안을 상술한 파형도 및 제어흐름도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

마이콤에서 기화기 온도감지부(3)의 서미스터(HTH)의 저항치와 저항(R₅)에 의해 분압된 전압을 아나로그 입력단자(AD₁)로 입력하여 마이콤 내부 A/D 변환기를 통하여 마이콤에서 처리가능한 2진수의 데이타로 변환하여 기화기의 온도를 240℃-270℃ 사이를 유지하기 위하여 제5도의 흐름도와 같이 A/D 변환범위 출력단자(Port 0)를 "하이"신호를 출력시켜 조정용 드라이브 트랜지스터(Q₁)를 턴온시켜 A/D 변환 기준전압의 AVR^-측에 0.2V가 인가되어 소정 아날로그 전압은 0.2V-5V(AVR-AVR⁺사이 전압)을 8비트로 A/D 변환한다.

이 변환된 데이타가 240℃ 이하이면 히터구동단자(PORT 1)에 "로우"를 출력하여 트랜지스터(Q₃)를 온시켜 히터구동용 릴레이(RY₂)를 턴온시키며 270℃ 이상의 경우 "하이"를 출력시켜 히터구동용 릴레이(RY₂)를 턴오프시켜 기화기(112)의 온도를 유지하며, 서미스터의 특성상 제3(a)도와 같이 300℃ 이상시는 A/D 변환시 온도차에 비해 전압변화가 적어 온도구분이 불완전하므로 A/D 변환범위를 조정하기 위하여 출력단자(PORT 0)를 "로우"로 출력시켜 트랜지스터(Q₁)가 오프되므로서 하측 기준전압 AVR^-는가 인가되어 A/D 변환범위는로 되어 300℃ 이상의 온도에 대해서 제3(c)도와 같이 SOO-SFF까지 되어 정밀하게 A/D 변환 가능하게 되는 것이다.

기화기 온도가 320℃ 이상 감지시는 기화기 온도과도상승에 대한 표시 및 경qh를 수행하며 연소중지를 하여 안전대책을 수립한다.

본 고안은 마이콤이 오동작시 또는 연소기 내부 온도과승에 의하여 마이콤의 동작이 비정상상태에 들어가는 경우에 대비하여 서미스터 감지전압을 기화기 과승 대책부(4)의 비교기(OP₁) (-)단자에 연결하여, 비교전압인 (+)단자에는 저항(R₆,R₇)에 의해 분압된 전압이 인가되며 이 전압은 기화기 온도 360℃에 해당되는 전압에 세트되어 있으므로 (-)단자 전압이 (+)단자 전압보다 높게 되면 오픈콜렉터 비교기(OP₁)의 출력이 "로우"가 되면서 기준 비교전압(OP₁의 (+)단자)는 다이오드(D₂)의 턴온에 의해 저항(R₇)과(R₈)에 의해 병렬저항과 저항(R₆)에 의해 분압된 전압이 인가된다.

이것은 기화기 온도과승대책 회로가 360℃ 이상 동작시 기화기가 식어서, 200℃이하가 되어야만 정상동작케 하기 위한 히스테리시스를 가진 것이며 360℃의 전압이며,이다.

360℃ 이상 감지시 비교기 (OP₁) 출력은 "로우"상태가 유지되면 전원차단용 릴레이(RY₁) 구동용 트랜지스터(Q₂)는 "턴온"되어 릴레이(RY₁)가 구동되어 단자(RY₁)가 오픈되어 히터(H) 및 전자펌프(EP)에 인가되는전압이 차단되며, 비교기(OP₁)의 "로우" 출력은 마이콤 제어부(1)의 리세트단자의 콘덴서(C₃)에 충전된 전압을 방전시켜 마이콤의상태의 전압이하로 하여 마이콤을 초기상태로 만들어 마이콤(1)의 출력포트(Port 1)를 고임피던스로 하며 히터 구동용 트랜지스터(Q₃)의 베이스단자는 저항(R₁₃)을 통하여 5V가 인가되어 오프상태에 있어 히터 구동 릴레이 (RY₂)는 오프되게 된다.

제33(d)도와 같이 기화기 온도과승대책부(4)는 마이콤 제어부(1)과 별개로 하드웨어적으로 동작하고 마이콤의 오동작동에 의하여 히터가 계속 통전하는 경우 전원차단을 하게 되며 이의 해제는 아날로그 전압(AD₁)의 상기 V_L이하가 되어 비교기 (OP₁) 출력이 오프상태가 되므로서 마이콤 제어부의 ()단자에 접속된 콘덴서 (C₃)가 충전용 저항(R₁₂)을 거쳐 5V로 충전되어 마이콤은 초기상태로부터 동작하게 되는 것이다.

한편, 전술한 본 고안의 일실시예에 있어서는 석유연소기, 특히 마이콤제어를 사용한 팬히터를 예를 들어 설명하였으나, 가열장치를 구비한 석유난로, 가스레인지, 전자조리기등의 온도과도상승에 의해 기기의 부품손상등이 발생할 수 있는 분야에는 공히 본 고안의 온도과도상승 방지회로를 적용할 수 있음을 용이하게 이해할수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은 연소기의 기화기 온도과도상승을 안정한 동작으로 방지할 수 있게 되며 온도제어시 정밀하게 동작되게 할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

마이콤 제어부(1)를 구비한 연소기 시스템에 있어서, 상기 마이콤 제어부(1)의 A/D 변환시 상위 기준전압(AVR⁺)과 하위 기준전압(AVR^-)을 설정하여 상기 마이콤 제어부(1)로 인가하는 A/D 변환 범위조정부(2)와, 기화기내에 장착된 서미스터(HTH)로써 기화기 온도를 감지하여 소정 아날로그 전압으로 출력하는 기화기 온도감지부(3)와, 상기 기화기 온도감지부(3)에서 출력된 상기 아날로그 전압을 비교기(OP₁)에서 저항(R₆) (R₇)에 의해 설정된 과도상승전압과 비교한 후 상기 비교기(OP₁) 출력으로써 릴레이 구동트랜지스터(Q₂)를 동작시켜 전원차단용 릴레이(RY₂)를 구동하는 기화기 온도과승대책부(4)로 구성됨을 특징으로 하는 기화기 온도과도상승 방지회로.
상기 제1항에 있어서, 상기 A/D 변환 범위조정부(2)는 상기 상위기준전압(AVR⁺)단자를 전원전압(+5V)에 접속하고 상기 하위 기준전압(AVR^-)단자를 저항(R₁)과 저항(R₂)간의 접속점에 접속한 후 상기 접속점으로부터 트랜지스터(Q₁)를 통하여 상기 마이콤 제어부(1)의 A/D 변환범위 출력단자(Port 0)에 접속함으로써 통상 A/D 변환시는 상기 마이콤 제어부(1)의 상기 출력단자(Port 0)에서 논리 "하이"신호를 출력시켜 상기 트랜지스터(Q₁)의 "턴온"동작에 의하여 상기 하위 기준전압(AVR^-)이 상기 트랜지스터 (Q)의 콜렉터-베이스간 전압(V_CE=0.2V)으로 되게 하며, A/D 변환 입력전압이 상승시에는 상기 출력단자(Port 0)에서 논리 "로우"신호를 출력시켜 상기 트랜지스터(Q₁)를 "턴오프"시켜 상기 하위 기준전압(AVR^-)이 저항(R₂)에 인가되는 전압으로 되도록 구성함을 특징으로 하는 기화기 온도과도상승 방지회로.