KR950002486B1 - 강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치

제 1 도는 본 실시예의 온수채움기능을 갖는 급탕기에 있어서 메인제어 유니트의 펌프구동제어에 관한 구성 및 주수제어유니트의 구성을 나타내는 블록도.

제 2 도는 온수채움기능을 갖는 가스급탕기의 개략구성도.

제 3 도는 본 실시예의 마이컴에 있어서의 검출저항치에 대한 서미스터의 검지온도 및 펌프제어의 관계를 나타내는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20A : 목욕물용 버너(가열수단) 21 : 목욕물 순환회로

22 : 목욕물 열교환기(열교환기) 23 : 펌프

B : 욕조

30 : 메인제어 유니트(강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치)

31 : 마이크로 컴퓨터(저항치 검출수단)

32 : 서미스터(외부소자) 33 : 커넥터(신호입력부)

본 발명은 욕조, 열교환기, 펌프를 접속하여 목욕물 순환회로가 형성되고, 욕조내의 온수가 펌프에 의하여 순환되는 강제 순환식 목욕물가열기의 제어장치에 관한 것이다.

강제순환식 목욕물 가열기에서는 동계에 목욕물 순환회로의 물이 동결하지 않도록하기 위하여 저온감지스위치가 설치된 것이 있으며, 기온이 저하하여 저온감지스위치의 접점이 폐쇄한 때에 순환용 펌프가 구동되어 목욕물 순환회로내의 물을 순환시킴에 의하여 동결방지한다.

한편, 강제순환식 목욕물 가열기에서는 욕조내의 남은 온수를 세탁용으로 재사용하기 위하여 목욕물 순환회로로부터 절환밸브를 통하여 분기한 주수용 배관을 세탁기까지 필요에 따라 배설하고, 펌프를 구동하여 세탁기로의 주수동작을 행하는 것이다.

이경우에, 펌프는 전술한 저온감지 스위치와 병렬로 접속된 주수용 스위치(기계식 타이머의 접점등)의 폐쇄상태가 제어회로에 의하여 검지됐을 때에 구동된다.

상기한 바와 같이, 강제순환식 목욕물 가열기에 동결방지를 위해 구비된 저온감지스위치는 일반적으로 바이메탈에 의해 구성되어 있기 때문에 편차가 크게 접점의 반전을 위한 온도차로서는 10℃ 전후가 필요하기 때문에, 동결방지를 위한 감지가 필요한 저온시에 확실히 접점을 폐쇄하기 위해서는 감지온도를 어느정도 높게 설정할 필요가 없다.

또한, 기온이 저하한 때에 일단 접점이 폐쇄되면 접점이 개방할때까지 상당히 큰 기온상승이 필요하게 되고, 동결방지를 위한 펌프의 구동이 필요없게 되어도 펌프가 언제까지라도 구동되며, 그 작동음등에 의해 사용자에게 불쾌감을 주게된다.

이때문에, 저온감지를 위해 저온감지스위치에 대신하여 정밀도가 좋고 저렴한 서미스터(부특성 서미스터)를 이용하는 것을 생각할 수 있지만, 서미스터는 감지되는 온도가 낮을수록 저항치가 작기 때문에, 펌프를 구동하기 위해 필요한 신호의 경향이 접점을 폐쇄한 때에 펌프를 구동하는 주수용 스위치의 경우와 비교할때 역특성을 갖는다.

이결과, 서미스터를 저온감지에 이용한 것에다 종래와 동일한 세탁주수기능을 부가하려면 주수용 스위치의 접점특성을 역으로 하지 않으면 안되며, 그경우 주수용 스위치와 서미스터를 직렬로 접속하지 않으면 안되며, 동작정밀도의 점에서 문제가 있다.

본 발명은 강제순환식 목욕물 가열기에 있어서, 펌프를 헛되이 구동하는 일 없이 목욕물 순환회로의 동결을 확실하게 방지함과 동시에 주수작동을 위해 펌프를 용이하게 구동하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 가열수단을 구비한 열교환기, 펌프, 욕조를 접속하여 목욕물 순환회로를 형성함과 동시에, 신호입력부에 접속되는 외부소자로부터의 신호에 따라서 상기 펌프를 제어하는 강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치에 있어서, 상기 외부소자로서 외부공기온도를 검지하는 서미스터를 상기 신호입력부에 접속하고, 상기 서미스터의 저항치를 검출하는 저항치 검출수단을 구비함과 동시에, 상기 서미스터의 검출저항치에 관하여 상기 목욕물 순환회로의 동결의 염려가 있는 저온감지영역에 상당하는 제 1 저항치영역, 동결의 염려가 없는 고온감지영역에 상당하는 제 2 저항치영역, 상기 저온감지영역보다 낮아 보통은 외기온도로서 검지되지 않는 초저온 감지영역에 상당하는 제 3 저항치영역, 상기 고온감지영역보다 높아 보통은 외부공기온도로서 검지되지 않는 초고온 감지영역에 상당하는 제 4 저항치영역의 각 저항치영역을 설정하고, 상기 검출저항치가 상기 제 1 저항치영역 또는 상기 제 4 저항치영역의 경우에도 상기 펌프를 구동하고, 상기 제 2 저항치영역 또는 상기 제 3 저항치영역의 경우에는 상기 펌프를 구동하지 않는 것을 기술적수단으로 한다.

본 발명은 외부공기 온도가 동결의 염려가 있는 온도로 저하하면서 미스터의 저항치가 제 1 저항치영역이 되어 펌프가 구동된다.

따라서, 목욕물 순환회로내를 물이 순환하여 동결을 방지할 수 있다.

외부공기가 높아 동결의 염려가 없는 온도인 경우에는 서미스터의 저항치는 제 2 저항치영역이 되고 펌프는 구동되지 않는다.

서미스터가 만일 단선한 경우에는 검출저항치는 제 1 저항치영역보다 큰 저항치를 나타내며, 초저온의 경우에 상당하게 되지만, 서미스터는 아무리 저온이라도 단선같은 무한대의 값을 나타내는 일이 없이 이와 같이 초저온감지영역이 되는 제 3 저항치영역의 경우에는 펌프는 구동되지 않기 때문에 서미스터의 단선에 의한 펌프의 오동작은 없다.

한편, 예를 들어 목욕물 순환회로로부터 절환밸브를 통하여 송수관을 분기하여 접속하고 서미스터가 접속된 신호입력부에 병렬로 송수스위치를 접속한 경우 송수스위치가 접점을 개방한 오프상태이면 서미스터의 검출 저항치에 따라서 펌프가 구동된다.

또한, 송수스위치의 접점을 폐쇄한 경우에는 단락상태로 되며 서미스터의 검출저항치와 관계없이 저항치는「0」이 된다. 즉, 검출저항치로 바꾸면 초고온감지영역이 되고 이 경우에는 펌프가 구동된다.

본 발명에서는 보통의 외기온도의 변화에 대해서는 서미스터의 검출저항치에 따라 펌프가 구동되며, 동결의 염려가 있는 경우에는 펌프가 작동하고, 동결할 염려가 없는 경우에는 펌프는 작동하지 않는다.

이들 동결방지에 관한 동작에 있어서는, 외기온도를 검지하기 위해 서미스터를 이용하기 때문에 종래의 저온감지스위치의 경우에 비교하여 외기온도의 변화에 대한 동작절환이 확실하고 펌프가 헛되이 구동되는 일이 없다.

한편, 목욕물 순환회로에 송수 배관을 분기하여 접속한 경우에는 송수스위치를 서미스터와 병렬로 신호 입력부에 접속하는 것만으로 송수스위치의 조작에 따라 펌프를 구동할 수 있기 때문에 종래로부터 이용하고 있는 송수용 부재를 그대로 전용할 수 있다.

따라서, 새로운 부품의 필요가 없고 부품관리등의 부담이 커지는 일이 없다.

이하, 본 발명을 실시예에 근거하여 설명한다.

제 2 도에 나타낸 자동온수채움기능을 갖는 가스급탕기(1)은 메인급탕기(10) 및 재가열용 급탕기(20)과, 각 급탕기와 욕조(B)를 접속하는 몇개의 수배관으로 이루어진다.

메인급탕기(10)은 상수도관의 수공급원과 접속된 급수관(11)에 의하여 공급되는 물을 주열교환기(12)에 의해 가열하고, 메인급탕기(10)로 가열된 온수는 출탕관(13)으로부터 분기하여 접속된 급탕관(14)의 하류단에 설치된 도시하지 않은 급탕구 또는 재가열용 급탕기(20)을 포함한 목욕물 순환회로(21)을 통하여 욕조(B)에 공급된다.

목욕물 순환회로(21)은 욕조(B)내의 온수를 재가열하기 위하여 욕조(B), 펌프(23), 재가열용 급탕기(20)의 목욕물열교환기(22)를 순서대로 접속하여 순환회로로 한 것이며, 메인급탕기(10)으로부터 목욕물 순환회로(21)에 온수를 공급하기 위한 접속관(15)는 펌프(23)의 토출측에서 목욕물 순환회로(21)과 접속되어 있다.

목욕물 순환회로(21)에는 송수관(24)와 3방향밸브(25)가 사용자의 희망에 따라 접속된다.

이들 송수관(24)와 3방향밸브(25)는 욕조(B)내의 남은 온수를 재이용하기 위하여 설치된 것으로, 3방향밸브(25)는 목욕물 교환기(22)의 토출측에 설치되어 펌프(23)의 작동시에 목욕물 열교환기(22)로부터 유출하는 온수의 송수방향의 절환을 행하며, 송수관(24)는 3방향밸브(25)를 통하여 목욕물 순환회로(21)로부터 도시하지 않은 세탁기까지 접속되며, 3방향밸브(25)는 3방향밸브(25)를 제어하기 위하여 설치되는 후술하는 세탁주수제어 유니트(40)과 함께 주수용 어댑터로서 목욕물 순환회로(21)에 병설된다.

또한, 급수관(11)에는 유량을 일정하게 하는 물거버너(5), 통수검지를 위한 수류스위치(6)이 배치되며, 메인 급탕기(10)에는 주열교환기(12)를 가열하기 위한 메인버너(10A)가 그리고 재가열용 급탕기(20)에는 목욕물 열교환기(22)를 가열하기 위한 목욕물용 버너(20A)가 각각 구비되어 있으며, 접속관(15)에는 온수채움을 담당하기 위한 수전자밸브(16), 온수채움을 담당하기 위한 수전자밸브(16), 온수채움유량을 검지하기 위한 유량센서, 그외에 진공브레이커(18), 체크밸브(19)가 배치되어 있다.

이상의 수회로를 가지는 자동온수채움기능을 갖는 가스급탕기(1)은 급탕기 케이스내에 설치된 메인제어유니트(30)에 의해 제어된다.

메인제어유니트(30)은 마이크로 컴퓨터(마이컴)(31)을 중심으로 하여 각종의 구동회로 및 전원회로로 구성되며, 급탕운전, 온수채움운전, 재가열운전의 각 운전동작과, 각 운전동작이 행해지는 경우 목욕물 순환회로(21)내의 동결방지를 위한 펌프구동제어가 행해진다.

급탕운전의 경우에는 각 리모콘의 온수채움조작에 따라서 수전자밸브(16)을 개방하고 목욕물 순환회로(21)을 통하여 욕조(B)에 온수를 공급한 유량센서(17)에 의한 유량적산치가 리모콘에 의한 설정수량이 되면 수전자밸브(16)을 폐쇄하여 온수채움을 종료한다.

재가열운전의 경우에는 리모콘으로의 재가열지시에 따라 펌프(23)이 구동되며, 따라서 목욕물 순환회로(21)내에 생기는 수류가 수류스위치(27)에 의해 검지되면 목욕물용 버너(20A)에 의한 가열이 행해지며, 목욕물 서미스터(28)에 의하여 검지되는 탕온도가 설정온도까지 상승할 때까지 재가열운전이 행해진다.

또한, 이상의 각 운전동작에 있어서, 급수관(11)에 설치된 수류스위치(6)에 의한 통수검지에 따라서 메인버너(10A)의 점화동작이 행해지며, 통수정지검지에 따라서 소화동작이 행해진다.

펌프구동제어는 주로 동계에 있어서의 동결방지를 위해 상기의 각 운전동작이 행해지지 않는 경우에는 저온시에 펌프(23)을 강제적으로 구동하여 그결과 목욕물 순환회로(21)내에 발생하는 수류에 의해 목욕물 순환회로(21)내의 온수가 동결하지 않도록 함과 동시에 세탁주수용 어댑터를 병설한 경우의 주수제어에 있어 펌프(23)을 구동하는 것이다.

이하, 메인제어유니트(30)에 있어서의 펌프구동제어에 관한 구성과 세탁주수제어유니트(40)의 구성에 대하여 제 1 도를 참고로 설명한다.

메인제어유니트(30)에는 급탕기 케이스내에 구비된 외기 온도감지용의 서미스터(32)를 접속하기 위한 2접점의 커넥터(33)과 세탁 주수제어유니트(40)과의 접속을 행하기위한 동일한 2접점의 커넥터(34)가 설치되며, 각 커넥터(33), (34)는 서로 접속되어 마이컴(31)에 접속되어 있다.

한편, 사용자의 희망에 따라서 별도 설치된 세탁주수제어유니트(40)에는 주수 리모콘(50)을 접속하기 위한 2접점의 커넥터(41)과, 메인제어유니트(30)과 접속하기 위한 2접점의 커넥터(42)가 구비되며, 각 커넥터(41), (42)는 서로 접속되어 밸브절환제어회로(43)가 접속되어 있다.

주수리모콘(50)에는 송수관(24)를 사용하여 세탁기로의 주수동작을 지시하기 위하여 태엽의 복귀력을 이용한 기계식의 타이머가 구비되며, 타이머가 작동하고 있는 동안만 폐쇄되는 스위치(51)이 커넥터(41)에 접속되어 있다.

또한, 메인제어유니트(30)과 세탁주수제어유니트(40)은 커넥터(34)와 커넥터(42)를 접속케이블(44)로 접속되어 있다.

따라서, 메인제어유니트(30)의 마이컴(31)은 주수리모콘(50)의 스위치(51)과 접속되게 된다.

이하, 메인제어유니트(30)에 있어서의 펌프구동제어에 대하여 설명한다.

메인제어유니트(30)에 있어서, 마이컴(31)은 커넥터(33)의 접점간의 저항치를 검출하고 검출된 저항치에 따라서 펌프구동회로(35)에 구동신호를 보낸다.

여기서는 커넥터(34)를 통하여 세탁주수제어유니트(40)과 접속되어 있어 단지동결방지를 위한 것만이 아니라 세탁주수를 위해서도 지장없이 펌프(23)을 구동할 수 있도록 함과 동시에 서미스터(32)의 단선시에 펌프(23)의 이상동작을 방지하기 위하여 커넥터(33)을 통하여 검출되는 저항치에 관해서 다음의 4개의 영역이 결정된다.

제 1 저항치영역은 보통의 사용시에 있어서, 외기온도가 동결의 염려가 있는 온도가 됐다고 생각될 경우로서, 서미스터(32)의 검지온도에 관해서 3℃ 이하에서 -40℃까지의 저온감지영역의 온도에 상당하는 저항치가 검출되는 경우이다.

제 2 저항치영역은 보통의 사용시에 있어서, 외기온도가 동결의 염려가 완전히 없는 온도가 됐다고 생각되는 경우로서, 서미스터(32)의 검지온도에 관해서 5℃ 이상에서 80℃까지의 고온감지영역의 온도에 상당하는 저항치가 검출되는 경우이다.

더구나, 이상의 2개의 저항치영역의 중간의 저항치영역(3℃ 이상에서 5℃ 이하에 상당하는 저항치영역)은 후술하는 펌프(23)구동을 안정시키기 위한 미분으로서, 저항치가 제 1 저항치영역으로부터 제 2 저항치영역으로 변화하는 경우에는 제 1 저항치영역으로서 결정되며, 제 2 저항치영역으로부터 제 1 저항치영역으로 변화하는 경우에는 제 2 저항치영역으로서 결정된다.

제 3 저항치영역은 서미스터(32)의 단선시에 잘못하여 펌프(23)이 구동되지 않도록 함과 동시에, 주수리모콘(50)에 의한 주수조작이 행하여지지 않는 경우에 확실하게 펌프(23)의 구동을 정지시키기 위한 저항치영역으로서, 서미스터(32)의 검지온도에 관하여 -40℃ 이하의 초저온감지영역의 온도에 상당하는 저항치가 검출되는 경우이다.

제 4 저항치영역은 주수리모콘(50)에 의한 주수조작이 행해지는 경우에 확실하게 펌프(23)의 구동을 작동시키기 위한 저항치 영역으로서 서미스터(32)의 검지온도에 관하여 80℃ 이상의 초고온감지영역의 온도에 상당하는 저항치가 검출되는 경우이다.

마이컴(31)은 커넥터(33)을 통하여 접속된 서미스터(32)의 검지온도 또는 주수리모콘(50)의 스위치(51)의 상태에 따라서 결정되는 커넥터(33)의 접점간의 저항치에 근거하여 이상의 4개의 저항치영역의 어느것에 상당하는가를 판별하고 제 1 저항치영역 또는 제 4 저항치영역이라고 판별된 경우에는 펌프구동회로(35)에 펌프구동신호를 송출하고 제 2 저항치영역 또는 제 3 저항치영역이라고 판별된 경우에는 펌프구동회로(35)에 펌프구동신호를 송출하지 않는다.

이 결과, 서미스터(32)의 검지온도로서 저온 감지영역보다 낮은 초저온감지영역이 되는 제 3 저항치영역에서는 펌프(23)이 구동되지 않지만, 서미스터(32)의 온도로서 검지되지 않는 초저온이기 때문에 실제로는 이 온도를 감지하여 펌프(23)을 구동할 필요가 없기 때문에 전혀 문제가 없다.

역으로, 서미스터(32)가 단선한 경우에는 저항치가 무한대가 되고 정확히 제 3 저항치영역의 경우에 상당하지만, 이때 펌프(23)은 구동되지 않기 때문에 서미스터(32)의 단선에 의하여 펌프(23)이 이상동작하는 일이 없다.

한편, 주수리모콘(50)의 스위치(51)이 폐쇄된 경우에는 커넥터(33)의 접점간이 단락하여 저항치가「0」이 되고 제 4 저항치 영역의 경우에 상당한다. 따라서, 스위치(51)의 폐쇄조작에 따라서 펌프(23)이 구동되기 때문에 주수동작을 행할 수 있다.

이 제 4 저항치영역은 서미스터(32)의 검지온도에 관해서 80℃ 이상의 초고온감지영역이 되어 있기 때문에 동결방지를 위한 펌프(23)의 구동은 필요없는 경우이지만, 보통은 외기 온도로서 검지되지 않는 초고온이기 때문에 서미스터(32)의 검지온도와 관계없이 펌프(23)을 구동해도 전혀 문제가 없다.

이상의 각 저항치 영역과 펌프(23)의 구동의 유무, 및 각 저항치 영역과 서미스터(32)의 검지온도간의 관계를 제 3 도에 도시한다.

더구나, 주수제어유니트(40)의 밸브절환제어회로(43)은 커넥터(41)의 접점간이 단락한 경우는 펌프(23)의 토출수를 목욕물 순환회로(21)에 순환시키도록 3방향밸브(25)를 절환하고, 커넥터(23)의 토출수를 송수관(24)에 송수하도록 3방밸브(25)를 절환한다.

이상의 구성으로 이루어진 본 실시예의 온수채움기능을 갖는 가스급탕기(1)은 급탕운전, 온수채움운전, 재가열운전이 행해지지 않는 경우 서미스터(32)의 검지온도에 따라서 동결의 염려가 있는 저온시에는 펌프(23)이 구동되며, 동결할 염려가 없는 온도의 경우에는 펌프(23)은 구동되지 않는다.

또한, 온도검지에 서미스터(32)를 이용하기 때문에 종래의 저온감지스위치와 비교하여 저렴하며, 일단펌프(23)의 구동이 시작되어도 수 ℃ 정도의 상승이 있으면 반드시 펌프(23)을 정지할 수 있다. 따라서, 펌프(23)이 필요이상으로 구동되는 일은 없다.

한편, 세탁주수를 위한 주수용 어댑터를 병설하는 경우에는 종래부터 제품으로서 생산되고 있는 주수용 어댑터를 그대로 전용할 수 있기 때문에 주수용 어댑터의 개발 및 재고관리의 부담이 경감된다.

또한, 세탁주수를 행하는 경우에는 서미스터(32)의 검지온도에 관계없이 필요에 따라서 펌프(23)을 구동할 수 있으며, 주수동작을 행할 수 있다.

게다가, 본 실시예는 욕조(B)내의 온수가 배수되지 않는 경우를 위한 동결방지를 목적으로 한 것이기 때문에 욕조(B)내의 온수가 배수되는 경우라면 서미스터(32)의 검지온도에 따라서 펌프(23)의 구동은 전혀 필요없게 되며, 주수리모콘(50)의 조작에 따른 펌프(23)의 구동만이 필요하게 된다.

이를 위해서 본 실시예에 있어서는, 커넥터(33)에 접속된 서미스터(32)를 해체하는 것만으로 제 1 저항치영역과 제 2 저항치영역이 검출되는 일이 없게 되며, 주수리모콘(50)의 조작에 따른 제 3 저항치영역 또는 제 4 저항치영역중 어느것으로 판별되기 때문에 사용자에 별도부담을 강요하는 일은 없다.

이상의 실시예에서는 메인급탕기를 구비한 온수채움기능을 갖는 것을 나타냈지만, 메인급탕기를 구비하지 않는 것도 좋다. 또한, 메인급탕기에 있어서 물거버너에 의하여 유량을 제어하는 것을 나타냈지만, 기어드모터에 의하여 구동되는 유량 조절밸브에 의하여 급수온도에 따른 유량으로 조절하는 것도 좋다. 또한, 욕조에 온수를 채우는 것을 유량센서의 검지유량에 근거하여 제어하는 것을 나타냈지만 욕조내의 수위를 검출하는 수위센서를 구비한 것도 좋다.

또한 가열원으로서 가스버너를 이용하였지만 석유를 연료로 하는 것과 전기 가열에 의한 것도 좋다.

Claims (1)

1. 가열수단을 구비한 열교환기, 펌프, 욕조를 용접하여 목욕물 순환회로를 형성함과 동시에 신호입력부에 접속되는 외부소자로부터의 신호에 따라 상기 펌프를 제어하는 강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치에 있어서, 상기 외부소자로서 외기온도를 검지하는 서미스터를 상기 신호 입력부에 접속하기 상기 서미스터의 저항치를 검출하는 저항치 검출수단을 구비함과 동시에 상기 서미스터의 검출저항치에 관하여 상기 목욕물 순환회로의 동결의 염려가 있는 저온감지영역에 상당하는 제 1 저항치영역, 동결의 염려가 없는 고온감지영역에 상당하는 제 2 저항치영역, 상기 저온감지영역보다 낮은 보통은 외기 온도로서 검지되지 않는 초저온감지영역에 상당하는 제 3 저항치영역, 상기 고온검지영역 보다 높아 보통은 외기 온도로서 검지되지 않는 초고온 감지영역에 상당하는 제 4 저항치영역의 각 저항치 영역을 설정하고 상기 검출저항치가 상기 제 1 저항치영역 또는 상기 제 4 저항치영역의 경우에는 상기 펌프를 구동하고 상기 제 2 저항치영역 또는 상기 제 3 저항치영역의 경우에는 상기 펌프를 구동하지 않는 것을 특징으로 하는 강제순환식 목욕물 가열기의 제어장치.