KR920004996Y1 - 전류감지형 배기팬 제어장치 - Google Patents

전류감지형 배기팬 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전류감지형 배기팬 제어장치
제 1 도는 본 고안을 결합한 가스보일러의 개략도.
제 2 도는 본 고안에 따른 전류감지형 배기팬 제어장치의 회로 구성도.
제 3 도는 본 고안의 다른 실시예.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 배기팬 제어장치 2 : 가스보일러
3 : 콘트롤부 6 : 연도
7 : 배기장치 8 : 팬모터
10 : 배기팬 11 : 배기댐퍼
T1,T2: 트랜스포모 21,22,23 : 정류부
30 : 고속회전감지용 비교기 31 : 저속회전감지용 비교기
33 : 고속회전표시용 램프 35 : 저속회전표시용 램프
39 : 비교기 44 : 부져
45 : 릴레이
본 고안은 난방용 보일러의 배기장치에 관한 것으로서, 특히 가스보일러의 연도에 설치된 배기댐퍼(damper)의 고장이나 모터의 전기적 또는 기계적인 이상을 정확히 감지하여 배기 가스에 의한 인명 및 물질적사고를 사전에 방지하기 위한 전류감지형 배기팬 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 가스보일러나 유류보일러의 배기 방식은 자연배기였으나 기압의 변화 또는 태풍으로 인한 배기구의 역풍으로 인해 유독가스가 역류되어 인명에 많은 불상사를 초래하였던바, 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 보일러의 배기가스를 연도를 통해 외부로 방출하기 위한 팬모터를 설치하고 역풍을 방지하는 댐퍼를 설치하였었다. 그러나, 이러한 배기장치는 배기구의 댐퍼가 배기구의 역풍으로 인해 막히거나 연도가 막혔을 경우에는 팬에 부딪히는 공기의 부하가 적어지게 되어 배기용 팬모터의 회전이 고속으로 되어 모터의 전기소모가 적어지게 되지만, 모터의 합선이나 모터코일의 접촉불량 또는 기계적으로 부하가 커지면 팬모터의 회전속도가 낮아지게 되어 모터의 소모전력이 커지게 되므로 모터의 속도를 정확하게 검출할 필요가 있었던바, 이를 위한 종래의 제어장치는 모터의 회전축에 분극화한 영구자석을 설치하여 영구자석이 회전함에 따라 유도코일에서 발생하는 전압신호를 이용하여 모터의 회전속도를 감시토록 한 것이었다.
그러나, 가스보일러의 가동시 배기열이 약 200℃ 이상으로 상승하기 때문에 팬모터축에 설치한 영구자석의 자력이 감쇠되어 팬모터의 회전을 정확하게 감지할 수 없으므로 보일러의 배기가스 배출을 용이하게 제어하지 못하여 배기가스에 의한 인명사고 및 보일러의 고장을 사전에 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 보일러의 배기댐퍼 및 연도의 이상이나 배기용 팬모터의 전기적 또는 기계적인 이상이 발생하였을 경우 팬모터의 전류를 감지하여 보일러의 작동을 정지시키고, 사용자에게는 시각적, 청각적인 경보를 제공하여 배기가스에 의한 인명사고 및 보일러 고장을 미연에 방지하기 위한 가스보일러의 전류감지형 배기팬 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 보일러내의 배기가스를 연도를 통해 배출하는 팬모터와 팬의 회전에 따라 개폐 가능하며 배기구의 역풍을 방지하는 배기댐퍼를 구비한 통상의 가스보일러에 있어서, 팬모터의 회전속도에 의한 부하의 상태를 검출하기 위한 모터팬 부하 검출부와, 입력전압의 변동상태를 검출하는 입력전압검출부와, 2개의 정류부와, 모터팬 부하 검출부 및 입력전압 검출부에서 검출된 전압신호를 각각 정류하는 2개의 정류부와, 2개의정류부 중 입력전압 검출부에서 검출된 전압신호를 정류하는 정류부에서 발생되는 전압신호를 이용하여 팬모터의 회전속도를 위한 기준전압을 발생시키는 기준전압조정부와, 모터팬 부하 검출부의 전압신호를 정류하는 정류부에서 출력된 전압신호와 기준전압조정부에서 조정된 기준전압신호를 비교하여 모터의 저속 및 고속상태를 판별하는 회전속도 판별부와, 판별된 고속 및 저속신호를 소정의 시간동안 지연하기 위한 신호지연부 및 팬모터의 회전속도가 고속 또는 저속일 경우 보일러의 제어부에 인가되는 전압을 차단하는 차단부로 구성시켜서 된 것이다.
보일러 배기구의 댐퍼가 고장으로 인하여 막혔을 경우 팬모터가 고속으로 회전하게 되는바, 본 고안은 이를 사용자가 용이하게 식별하는 시각적인 표시를 제공한다. 한편, 팬모터의 전기적인 합선 또는 기계적인 고장발생시에는 팬모터가 정지하거나 저속으로 회전하게 되는바, 본 고안은 이를 사용자에게 알려주기 위한 시각적 표시수단을 구비하였다. 이러한 팬모터의 저속 및 고속 회전시 시각적 표시외에도 청각적 경보수단이 제공될 수도 있다.
따라서, 팬모터가 배기 댐퍼의 막힘으로 인하여 고속으로 회전할 경우에는 사용자에게는 시각적 표시 및 창각적인 경보가 제공될수 있을 뿐만 아니라, 팬모터의 합선 또는 기계적 고장으로 인한 저속회전시에도 시각적 표시 및 청각적 경보가 제공될수가 있다.
이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 고안에 따른 전류감지형 배기팬 제어장치(1)를 결합한 가스보일러(2)의 개략도이다. 이 가스보일러는 도시하지 않는 교류전원이 투입되면, 보일러 콘트롤부(3)에서는 가스통(4)으로 부터 공급되는 가스량을 제어하여 가스보일러(2)를 정상적으로 작동시킨다. 또한 교류전원이 공급되면 가스보일러 덕트(5)와 연도(6)사이에 설치한 배기장치(7)내의 팬모터(8)가 회전하고, 그에 따라 모터축(9)에 설치한 배기팬(10)이 회전하여 배기댐퍼(11)가 점선으로 도시한 바와같이 열리게 되므로 가스보일러(2)내에서 연소된 유독가스는 배기연도를 통해 외부로 방출된다.
여기에서 팬모터(8)는 본 고안에 따른 배기팬 제어장치(1)에 의해 제어를 받게된다. 예컨대 팬모터(8)가 전기적인 합선 또는 기계적인 고장으로 인하여 정지되거나 저속으로 회전하게 되면 배기댐퍼(11)가 자연적으로 닫히게 되므로 가스보일러(2)내의 유독연소가스는 연도(6)를 통해 외부로 용이하게 방출되지 못하게 되므로 연소가스가 역류하게 되어 인명에 치명적인 사고를 유발하게 된다. 또한 연도(6)내부가 이물질에 의해 막혔을 경우에도 팬모터(8)가 고속으로 회전하게 되지만 배기가스가 배출되지 않으므로 팬모터 자체의 과열 및 배기열로 인해 모터가 파괴되는 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 이러한 현상은 제 2 도에 도시한 본 고안의 제어장치에 의해 해결 될 수가 있는바, 제 2 도를 참조하여 본 고안을 구체적으로 설명한다.
제 2 도는 본 고안에 따른 전류감지형 배기팬 제어장치의 회로구성도인바, 가스보일러(2)가 정상적으로 작동될 경우(즉, 팬모터(8)에 고장이 없고 배기댐퍼(11)가 팬(10)에 의해 점선으로 도시한 바와같이 열려있고, 연도(6)내부가 이물질에 의해 막히지 않을경우), 교류전원(20)에 의해 팬모터(8)가 소정의 속도로 회전하게된다.
팬모터(8)가 회전하게 됨에따라 트랜스포머(T1)의 1차측 코일(Lp)에는 전류가 유기되고 그에따라 2차측코일(Ls)에도 전류가 유기되어 정류부(21)에 인가되어 소정의 직류전압으로 변환된다. 또한, 교류전원(20)이 인가됨에 따라 트랜스포머(T2)의 1차측코일(Lp)에 전류가 흐르고 그에따라 2차측코일(Ls1,Ls2)에 전류가 유기되어 정류부(22,23)에 인가되는바, 정류부(22)는 입력전압의 변동을 검출하는 것이고, 정류부(23)는 제 2 회로소자에 동작전압(+Vcc)을 제공하게 된다.
정류부(22)에서 검출된 전압신호는 가변저항(24)과 저항(25,26,27,28)으로된 기준전압 조정부에 인가되는바, 기준전압(Vref1)의 팬모터(8)의 고속회전을 감지하기 위한 것이고, 기준전압(Vref2)은 팬모터(8)의 저속회전을 감지하기 위한 것이다.
한편, 정류부(21)에서 발생된 모터부하 검출전압은 저항(29)을 통해 고속감지용 비교기(30)의 반전단자와 저속감지용 비교기(31)의 비반전단자에 동시에 인가된다. 그리고, 기준전압(Vref1)은 비교기(30)의 비반전단자에, 기준전압(Vref2)은 비교기(31)의 반전단자에 각각 연결되어 있는바, 배기댐퍼(11)가 닫히거나, 배기연도(6)가 막혀 팬모터(8)가 고속으로 회전할 경우와, 팬모터(8) 자체의 고장으로 인하여 저속 또는 정지될 경우 및 정상작동의 경우를 나누어 상세히 설명한다.
우선, 배기댐퍼(11)가 닫히거나, 배기연도(6)의 내부에 이물질이 들어있게 되면, 팬모터(8)에 의해 구동되는 배기팬(10)에 부딪히는 공기저항이 적기 때문에 팬모터(8)는 고속으로 회전하게 된다. 팬모터(8)가 고속으로 회전하게 되면 프랜스포머(T1)에 의해 유기되는 전류가 적어지게 된다. 따라서 저항(29)을 통해 비교기(30)의 반전단자 및 비교기(31)의 비반전단자에 동시에 공급된다. 이때 비교기(30)의 반전단자에 인가되는 전압이 그의 비반전단자에 공급되는 기준전압(Vref1)보다 작으므로 비교기(30)는 하이상태의 신호를 출력하게 되지만, 비교기(31)는 기준전압(Vref2)이 입력전압보다 크므로 로우상태의 신호를 유지하게 된다.
비교기(30)가 하이상태를 출력하게 됨에 따라 바이어스 저항(32)을 통해 발광다이오드(33)가 동작하게 되지만, 비교기(31)의 출력은 로우상태의 신호를 유지하므로 저항(34)을 통해 발광다이오드(35)는 작동하지 못하게 된다.
발광다이오드(33)가 동작할시에 비교기(30)로 부터 출력된 전류는 저항(36)을 통해 콘덴서(37)에 소정의 시간동안 충진되므로 지연된다. 여기에서 이러한 지연회로는 입력전원의 순간적인 변화 및 배기구의 역풍으로 인하여 팬모터(8)의 회전상태가 지속적으로 유지되도록 한 것이다. 또한, 다이오드(36A)는 콘덴서(37)의 과충전시 순간적인 방전작용을 수행하여 오동작을 방지하기 위한 것이다.
콘덴서(37)의 충전이 완료되었을 경우에는 다이오드(38)가 도통하게 되어 스위칭 회로를 구성하는 비교기(39)에 전압이 인가된다. 비교기(39)는 그의 비반전단자에 인가되는 전압이 그의 반전단자에 연결된저항(41,42)에 의한 기준전압보다 높을 경우에 하이상태의 신호를 출력하게 된다. 따라서, 다이오드(38)를 통해 하이상태의 신호가 비교기(39)에 인가되므로 비교기(39)는 하이상태의 신호를 출력하여 저항(42)을 경우하여 트랜지스터(43)을 턴온시킨다.
트랜지스터(43)가 턴온되면, 부져(44)가 동작하여 청각적인 경보를 제공함과 동시에 릴레이(45)가 동작되는바, 릴레이(45)는 제 1 도에 도시한 가스보일러(2)의 콘트롤부(3)에 공급되는 전원을 차단시켜 가스보일러(2)의 전체 동작을 정지시킨다.
결국, 배기댐퍼(11)가 닫히거나, 배기연도(6)에 이물질이 막혀 팬모터(8)가 고속을 회전하게 되면, 비교기(30)에 의해 발광다이오드(33)가 동작되어 시각적인 경보를 제공함과 동시에 부져(44)가 작동되어 청각적인경부를 제공하는바, 사용자는 발광다이오드(33)와 부져(44)에 의해 현재 가스보일러의 배기연도(6) 또는 배기댐퍼(11)에 이상이 발생되었음을 용이하게 알 수 있게 된다.
한편, 팬모터(8) 자체의 기계적 또는 전기적 고장으로 인하여 팬모터(8)가 저속으로 회전하거나 정지되었을 경우, 트랜스포머(T1)에 의해 유기되는 전류는 증가하게 되므로 저항(29)을 통과하여 비교기(30)의 반전단자와 비교기(31)의 비반전단자에 인가되는 전압은 기준전압(Vref1,Vref2)보다 훨씬 높아지게 된다.
이때 비교기(30)는 로우상태의 신호를 유지하므로 발광다이오드(33)는 동작하지 않게되는 반면, 비교기(31)는 하이상태의 신호를 출력하므로 발광다이오드(35)가 동작하게 됨과 동시에 저항(46)를 통해 콘덴서(47)에는 전류가 충전되는바, 여기에서 다이오드(46A)는 콘덴서(47)의 순간 방전용이다. 충전이 완료되었을 경우 다이오드(48)를 통해 비교기(39)의 비반전단자에는 하이상태의 신호가 인가된다. 따라서, 비교기(39)는 하이상태의 신호를 출력하여 트랜지스터(43)를 턴온시킨바, 이때 부져(44) 및 릴레이(45)가 작동하게 되고, 전술한 바와같이 가스보일러(2)의 동작은 자동으로 정지된다.
결국, 팬모터(8) 자체에 이상이 발생되면 발광다이오드(35)가 작동되어 시각적 표시를 제공함과 동시에 부져(44)가 작동되어 청각적 경보를 제공할 수 있게 된다.
한편, 팬모터(8)의 정상동작시 비교기(30,31)에 인가되는 전압신호는 기준전압(Vref1)과 (Vref2)사이에 있게 되는바, 이때 비교기(30,31)의 출력은 모두 로우상태가 되므로 제 2 도 뒷단회로는 동작하지 않게 된다.
결국, 정상작동시에는 발광다이오드에 의한 시각적 표시와 부져에 의한 청각적 경보가 제공되지 않게 된다.
제 3 도는 본 고안의 모터회전을 감시하는 다른 실시예로서 DC모터(50)를 사용한 것을 도시하였다. 이른저항(51,52,53)에 의해 DC모터(50)의 회전상태를 검출하는 것인바, 여기에서 참조번호(54)는 밧테리 또는 직류전원이고, ⓐ와 ⓑ는 제 2 도에 도시한 단자에 대응한 것으로서 제 3 도를 제 2 도의 트랜스포머(T1,T2)와 정류부(21,22,23)대신에 ⓐⓑ단자에 연결하더라도 제 2 도에서 설명한 회로동작과 동일하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.
이와같이 동작하는 본 고안은 가스보일러의 배기댐퍼나 연도의 막힘이나 배기용 팬모터의 전기적, 기계적 고장 발생시 모터의 회전상태에 의한 전류를 감지하여 보일러의 작동을 정지시키고, 사용자에게는 시각적, 청각적인 경보를 제공함으로서 배기가스에 의한 인명사고를 사전에 방지할 수 있는 특징을 지닌 것이다.
비록, 본 고안이 가스보일러에 관해 기술되었을지라도 본 고안은 이에 한정되는 것이아니라 유독가스를 배출해야만 하는 유류보일러 또는 연탄보일러에도 적용될수도 있다.

Claims (1)

  1. 보일러내의 배기가스를 연도를 통해 배출하는 팬모터와, 팬의 회전에 따라 개폐가능하며 배기구의 역풍을 방지하는 배기댐퍼를 구비한 가스보일러에 있어서 ; 팬모터의 회전속도에 의한 전류의 변화를 검출하기 위한 모터팬부하 검출부와 ; 입력전압의 변동상태를 검출하기 위한 입력전압 검출부와 ; 상기의 모터팬 부하 및 입력 전압 검출부에서 검출된 전압신호를 각각 정류하기 위한 제 1 및 제 2 정류부와 ; 제 2 정류부에서 발생된 전압신호를 이용하여 상기 팬모터의 회전속도에 관한 기준전압을 발생시키기 위한 기준전압 조정부와 ; 상기의 제 1 정류부에서 출력된 전압신호와 상기의 기준전압 조정부에서 조정된 기준전압 신호를 비교하여 모터의 저속 및 고속상태를 판별하기 위한 회전속도 판별부와 ; 상기 판별부에서 출력된 신호를 소정의 시간동안 지연시키기 위한 신호지연부와 ; 상기의 지연부에서 출력된 신호에 의해 동작하여 팬모터의 회전속도가 고속 또는 저속일 경우 보일러의 제어부에 인가되는 전압을 차단하기 위한 차단부 및 ; 팬모터의 고장 및 배기댐퍼의 막힘 상태를 시각적 및 청각적으로 알려주기 위한 이상상태 표시부로 구성시켜서 됨을 특징으로 하는 전류감지형 배기팬 제어장치.
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