KR960013997B1 - 온도센서 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

온도센서
제1도는 종래의 온도센서의 단면도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 온도센서의 단면도.
제3도는 동 온도센서를 탑재한 가열장치의 정면도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 온도센서의 단면도.
제5도는 동 제2실시예의 주요부 확대 단면도.
제6도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 온도센서의 단면도.
제7도는 본 발명의 제4실시예에 있어서의 온도센서의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 가열장치 2 : 온도센서
3 : 강체 4 : 받침판
5 : 절연체 6 : 온도감열체
7 : 유리밀봉부 8 : 절연물
9 : 리이드선 10 : 피가열물
11 : 열전쌍 12 : 온접점부
13 : 절연물 14 : 오목형상 푹패임부
15 : 받침판 16 : 삼바리
17 : 조작부 18 : 버어너
19 : 절연체 20 : 리이드선
21 : 절연 피복물 22 : 어어드선
23 : 스프링 24 : 저항체
25 : 절연 분말물 26 : 열전쌍
27 : 리이드선 28 : 절연 피복물
29 : 리이드선
본 발명은 연소부를 가진 탁상형 레인지나 가스레인지 등의 가열장치에 얹어넣은 피가열물의 온도검출용의 온도센서에 관한 것으로서, 사용시에 피가열물 등의 온도를 검출해서 가열장치의 연소를 제어하는 것이다.
최근의 연소제어기술의 발전은 눈부시고, 피가열물의 상태를 검출하여 연소부의 연소의 계속·정지에 관한 구성은 현저하게 발달하였다. 또, 연소장치 혹은 가열장치의 조작성·사용감도 피가열물의 온도검출과 전자제어기술의 도킹에 수반하여 진전하였다.
피가열물의 온도를 검출하는 가열장치용 온도센서(이하, 온도센서라고 함)에 있어서도, 온도감열체에 세라믹 등의 반도체를 사용한 것으로부터 액체의 팽창율을 이용한 것, 혹은 바이메탈에 의해 전기접점을 ON-OFF시키는 것 등 다종다양하게 걸쳐서 사용되고 있다. 또, 피가열물의 온도를 검출하는 구성도 다종다양하다. 예를들면 피가열물에 온도센서를 직접 접촉시키는 구성으로부터 피가열물내에 들어보내진 조리물에 온도센서를 직접 접촉시키는 구성 등이 있다. 이와 같은 온도센서의 진전에 맞추어서 소비자의 입장에서의 사용감·내구성의 추구가 이루어지는데 도달하였다.
그러나 이와 같은 온도센서는, 온도센서 전체의 구성이 온도센서의 온고감열체를 SiC 등의 세라믹으로 구성한 경우는 구성이 복잡화해서 코스트가 높게 되거나, 기계적 충격 혹은 열적 충격에 대해서 세라믹이 갈라지거나 해서 내구성이 없거나 한다. 또, 액체의 팽창율을 이용한 온도센서는 피가열물의 온도에 대한 열응답성이 나빠지고, 가열장치에 이들의 온도센서를 짜넣은 경우는, 열응답성이 나쁘기 때문에 가열장치의 사용감이 나빠지거나, 혹은 각종 충격에 대한 내구성이 저하되어, 가열장치의 수명이 짧아지는 문제가 있었다.
그래서, 가정 등에서 사용되는 가열장치의 온도센서에 있어서는, 소비자가 온도센서를 짜넣은 가열장치를 염가로 구입할 수 있고, 또한, 한번 구입하면 오랜 기간에 걸쳐서 사용할 수 있으며, 더구나 조작성·사용감 등에 있어서 만족감이 있는 가열장치의 구현화가 요망되고 있었다.
따라서, 가열장치에 짜넣는 온도센서에는, 온도감열체에 SiC 등의 세라믹을 사용하는 것과 액체 팽창율을 이용하는 액체를 사용하는 것, 그리고, 다른 종류 금속을 맞붙인 바이메탈식의 것이 있다.
제1도에 도시한 바와같이 종래는 온도감열체에 SiC 등의 세라믹을 사용하였을 경우, 가열장치(1)의 온도센서(2)는 통형상의 강체(3)의 선단부에 받침판(4)을 설치하여, 받침판(4)에 전기적인 절연체(5)를 납땜 등에 의해 접착하고, 절연체(5)에 온도감열체(6)를 유리밀봉부 등에 의해 접착하는 동시에 온도감열체(6)를 주위의 강체(3) 및 받침판(4)으로부터 전기적으로 절연해서, 표면을 전기적인 절연물(8)로 피복한 리이드선(9),(9)를 온도감열체(6)로부터 꺼내어, 남비 등의 피가열물(10)에 받침판(4)이 접촉해서 피가열물(10)의 온도를 감지하도록 구성되어 있으며, 이 온도센서(2)의 온도감열체(6)가 피가열물(10)의 온도를 감지하여 가열장치(1)의 제어를 하도록 되어 있다.
그러나 상기와 같은 구성으로는, 피가열물(10)이 튀김조리 등에 의해서 통상의 조리보다 온도가 높은 220℃ 정도에 가열되나, 피가열물(10)로서 철판 등으로 구이 등이 이루어지거나 하면, 280℃ 정도에 가열되어, 절연체(5)는 세라믹 등으로 구성하면 온도적인 내열성은 충분히 얻을 수 있으나, 받침판(4), 절연체(5), 유리밀봉부(7) 및 온도감열체(6) 사이에는 온도차가 발생하므로, 상호의 열팽창율의 차에 의한 응력이 발생해서, 기계적 강도가 약한 유리밀봉부가 파손된다. 또, 온도감열체(6)로부터 꺼내진 리이드선(9),(9)는 일반적으로 수지 혹은 불소수지 등의 절연물(8)로 표면이 피복되어 있기 때문에 내열온도가 250℃ 정도로 낮고, 온도센서(2) 및 리이드선(9)을 고온으로부터 보호할 필요가 있기 때문에 250℃ 이상의 조리는 이 온도센서(2)를 사용한 가열장치(1)로는 조질할 수 없다고 하는 과제를 가지고 있었다.
또, 이 조리기구에 의해서 리이드선(9),(9)의 내열온도 250℃ 이상의 조리가 이루어지면, 리이드선(9),(9)의 표면을 피복하고 있는 전기적인 절연물(8)이 용해해서 리이드선(9),(9)은 서로 접촉해서 단락하여 버리는 경우가 있으며, 온도센서(2)로부터 본래 얻어지는 정보는 잘못되어버려, 가열장치(1)는 온도센서(2)로부터의 정확한 정보에 의해서 조절되지 않는다고 하는 과제를 가지고 있었다.
또한 여기서, 온도감열체(6)를 절연체(5)에 의해서 강체(3)로부터 전기적으로 절연한 이유는, 가열장치(1)가 운전될때에 동작하는 방전점화기(도시생략)의 방전 혹은 동작중단 안전장치(도시생략)의 기전력이 노이즈로서, 온도센서(2)를 타며, 온도센서(2)의 출력정보가 이상치로 되어서 가열장치(1)의 오동작을 연결되는 것을 방지하기 위해서이다.
본 발명은 이러한 배경에 비추어, 소비자가 가열장치 사용시에 피가열물이 예를들면 튀김조리 등에 의해서 통상의 조리의 온도보다도 높은 220℃ 정도로 가열되거나, 피가열물로서 철판 등으로 도자가 등이 이루어지거나 하면 280℃ 정도에 가열되거나 하였을 대에도 충분히 견딜 수 있도록 오목형상의 푹패임부를 가진 전기적인 절연체를 통형상의 강체내에 강체와는 별체의 제1의 받침판과 제2의 받침판에 의해서 절연체를 피복하여 끼워 지지하고, 푹패임부에 온도감열체의 열전쌍의 온접점부를 매설해서, 온도감열체인 열전쌍의 온접점부를 강체와 제1의 받침판 및 제2의 받침판으로부터 전기적으로 절연한 것이다. 이에 의해 열전쌍과 강체와 제1의 받침판 및 제2의 받침판이 단락에 의한 오정보의 발신이 없어지고 조리기구는 정상 또한 안전하게 동작하는 것이다. 또 온도센서에 어어드선을 접속하여 전기적인 절연체중에 온도감열체의 열전쌍을 매설하고, 열전쌍은 주위가 전기적인 절연 피복물에 의해서 피복되어 어어드선으로 열전쌍의 열전쌍을 매설하고, 열전쌍은 주위가 전기적인 절연 피복물에 의해서 피복되어 어어드선으로 열전쌍의 절연 피복물 위를 열전쌍의 적어도 한쪽을 덮으므로서, 열전쌍의 피복이 용융하였을 경우에도 열전쌍의 리이드선끼리가 단락하기 전에 리이드선과 열전쌍이 단락하므로, 온도센서로부터는 열전쌍의 어어드선과 단락하였다고 하는 정보가 발신되고, 그 정보를 가열장치의 제어회로에서 감시하여 둠으로써 온도센서에 어떠한 이상이 발생한 것을 알게 되고, 온도센서의 이상발생과 동시에 조리기구를 정지시킬 수 있고 안전성이 향상되며, 또, 열전쌍의 단락에 의한 단락부분으로부터의 정보발신이라고 하는 오정보의 발신도 없앨 수 있게 되는 것이다. 또, 온도센서를 복수개의 다른 종류 금속선의 선단부에 전기적인 저항체를 개재해서 열전쌍의 온접점부를 구성하여, 전기적인 절연물속에 온접점부를 매설하므로서, 열전쌍의 절연체가 용융하여 온접점부에 대해서 단락하였을 경우, 열전쌍의 저항치가 저항체 자체의 값보다도 작아지는 것을 감시하여 두므로서 온도센서의 이상을 가열장치의 제어회로에서 검출해서, 가열장치가 안전하게 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
제2도와 제3도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 온도센서의 단면도와 가스테이블레인지인 가열장치의 외관도이다. 제2도, 제3도에 있어서 온도센서(2)의 온도감열체인 열전쌍(11)의 온접점부(12)는, 절연물(13)의 윗면에 형성된 오목형상의 푹패임부(14)의 절연체(19)에 의해 매설되어 있다. 하부의 받침판(15)과 상부의 받침판(4)에 의해서 통형상의 강체(3)의 선단부에 절연물(13)은 끼워지지되고 있다.
가열장치(1)는 남비 등의 피가열물(10)을 삼바리(16) 위에 얹어놓고, 조작부(17)을 가지며, 이 조작부(17)의 조작에 의해서 피가열물(10)을 가열하는 버어너(18)가 연소하고, 이 버어너(18)의 중앙에 설치된 온도센서(2)가 피가열물(10)의 온도를 검지한다.
상기 구성에 있어서, 가열장치(1)는 조작부(17)의 조작에 의해서 방전점화기의 방전에 의해서 버어너(18)에 점화되어서 연소를 개시한다. 그러면 삼바리(16) 위에 얹어놓여진 피가열물(10)이 가열된다. 온도센서(2)는 피가열물(10)에 접촉해서 그 온도를 검출하고, 가열장치(1)의 제어부(도시생략)에서 버어너(18)의 연소를 제어한다. 온도센서(2)는 전기적인 절연물(13)의 오목형상의 푹패임부(14)에 온도감열체의 열전쌍(11)의 온접점부(12)를 매설하고, 이 절연물(13)을 받침판(4) 및 받침판(15)으로 끼워지지한 구성이므로, 열전쌍(11)의 온접점부(12)와 받침판(4) 및 받침판(15)의 상호의 부품은 접촉은 하고 있으나 접착은 되어 있지 않다. 이 때문에 고온시의 열팽창율의 차에 의한 응력 파손은 발생하지 않는다. 또 고온에 대한 온접점부(12)의 보호대책은 열전쌍(11)이 금속으로서 내열성이 충분하기 때문에 불필요하게 되며, 이 온도센서(2)를 사용한 가열장치(1)로는 튀김 등의 고온의 조리할 수 있다. 또, 전기적인 절연물(13)의 오목형상의 푹패임부(14)에 온도감열체인 열전쌍(11)의 온접점부(12)를 매설하여 이 온접점부(12)를 강체(3)와 받침판(4) 및 받침(15)으로부터 전기적으로 절연하고 있으므로, 열전쌍(11)과 강체(3)와 받침판(4) 및 받침판(15)의 단락에 의한 오정보의 발신이 없어지고, 가열장치(1)는 항상 정상 또한 안전하게 동작하는 것이다.
제4도와 제5도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 온도센서의 단면도와 주요부 확대도이다. 온도센서(2)의 열전쌍(11)의 1쌍의 리이드선(20),(20)은 적어도 그 한쪽의 주위가 전기적인 절연 피복물(21)에 의해서 피복되고, 또한 받침판(15)에 접속된 어어드선(22)이 상기 절연 피복물(21) 위를 덮고 있다.
상기 구성에 있어서, 열전쌍(11)의 절연 피복물(21) 위를 온도센서(2)의 받침판(15)에 접속된 어어드선(22)으로 덮었으므로, 열전쌍(11)의 절연 피복물(21)이 용융하였을 경우에도 열전쌍(11)의 1쌍의 리이드선(20),(20)끼리 단락하기 전에 어어드선(22)와 열전쌍(11)이 단락하게 된다. 이때문에 온도센서(2)에 어떠한 이상이 발생한 것을 알게 되고, 온도센서(2)의 이상 발생괴 동시에 가열장치(2)를 정지시킬 수 있어 안전성이 향상된다. 또, 열전쌍(11)의 단락에 의한 단락부분으로부터의 정보발신이라고 하는 오정보의 발신도 없어지는 것이다.
제6도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 온도센서의 단면도이다. 스프링(23)은 받침판(15)를 온도센서(2) 위쪽으로 밀어올리는 작용을 한다. 온접점부(12)에 저항체(24)가 접속되어 오목형상의 푹패임부(14)속에는 온접점부(12)와 저항체(24)를 매설하는 절연 분말물(25)(예를들면, 산화마그네슘)가 충전되어 있다.
상기 구성에 있어서, 열전쌍(11)의 온접점부(12)에 저항체(24)를 접속하고, 절연물(13)속에 절연 분말물(25)을 넣어서 온접점부(12)를 매설하였으므로 열전쌍(11)의 절연 피복물(21)이 용융하였을 경우, 열전쌍(11)의 리이드선(20),(20)끼리 단락하면 온접점부(12)와 단락한 부분이 병렬인 회로로서 구성되기 때문에, 열전쌍(11)의 전기적인 저항이 저항체(24) 자체의 저항치 이하의 값으로 저하된다. 일반적으로 열전쌍(11)의 리이드선(20),(20)의 저항은 50Ω 이하이다. 따라서 이 저항체(24)의 저항치(예를들면, 100Ω)를 감시하여 두므로서 온도센서(2)로부터는 100Ω 이하의 저항치의 정보가 발신된다. 따라서, 이 저항체(24)의 저항치를 감시하여 두므로서 열전쌍(11)이 단락하였다고 하는 정보를 얻을 수 있다. 그 정보에 의해서 온도센서(2)에 어떠한 이상이 발생한 것을 알게 되므로, 온도센서(2)의 이상발생과 동시에 가열장치(1)를 정지시킬 수 있어 안전성이 향상되는 것이다.
제7도는 본 발명의 제4실시예에 있어서의 온도센서의 단면도이다. 온도센선(2)의 열전쌍(11)의 리이드선(20) 및 열전쌍(26)의 리이드선(27)은 주위를 전기전인 절연 피복물(21) 및 절연 피복물(28)에 의해서 피복되어 있다. 열전쌍(11) 및 열전쌍(26)은 공통의 리이드선(29)에 접속되어, 각각 열전쌍을 구성하고 있다.
상기 구성에 있어서, 전기적인 절연물(13)의 오목형상의 푹패임부(14)에 온도감열체의 열전쌍(11) 및 열전쌍(26)의 온접점부(12)를 매설해서, 이 절연물(13)을 받침판(4) 및 받침판(15)에 의해서 피복하여 끼워지지한 온도센서(2)를 사용하였으므로, 동일한 온접점부(12)를 가진 열전쌍(11) 및 열전쌍(26)을 설치하였으므로 열전쌍(11) 및 열전쌍(26)이 정상인 경우는 양자의 정보가 동일한데 대하여, 열전쌍(11)의 절연 피복물(21)이 용해하였을 경우는, 열전쌍(11)이 단락해서 리이드선(20)과 리이드선(29)이 단락해서 온도센서(2)로부터는, 열전쌍(11)과 열전쌍(26)으로부터의 2종류의 온도정보가 출력된다. 따라서, 절연 피복물(21)과 절연 피복물(28)이 동시에 용융 등에 의해서 리이드선(20) 및 리이드선(27)이 동시에 단락되는 이외 의 단락은 온도센서(2)의 정보를 감시하므로서, 열전쌍(11)과 열전쌍(26)의 2종류의 정보에 의해서 온도센서(2)에 어떠한 이상이 발생한 것을 알게 되고, 온도센서(2)의 이상발생과 동시에 가열장치(1)를 정지할 수 있어 안전성이 향상된다. 이것은, 종래의 1조의 열전쌍을 가진 온도센서에 비교해서 안전성이 향상된다. 또 열전쌍의 단락에 의한 단락부분으로부터의 정보발신이라고 하는 오정보의 발신도 없어지는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 온도센서를 사용한 가열장치에 있어서, 온도센서에 열전쌍을 사용해서 열전쌍을 전기적인 절연물속에 매설하는 동시에, 열전쌍의 리이드선 위에 설치한 절연 피복물 위에 온도센서 본체의 어어드선을 피복하고, 또, 열전쌍의 온접점부에 저항체를 설치하거나 공통의 온접점부를 가진 2조의 등가인 열전쌍을 설치하였으므로, 온도센서로부터의 오정보의 발신이 없으므로 가열장치는 안전하고도 정확하게 동작하는 것이다.

Claims (4)

  1. 오목형상의 푹패임부(14)를 가진 전기적 절연체(13)를 통형상의 강체(3) 내에 형성하고, 상기 강체와는 별체인 제1의 받침판(4)과 제2받침판(15)으로 상기 절연체(13)를 끼워지지하고, 상기 푹패임부(14)에 온도감열체의 열전쌍(11)의 온접점부(12)를 매설해서, 온도감열체를 상기 강체(3)와 상기 제1의 받침판(4) 및 상기 제2의 받침판(15)으로부터 전기적으로 절연하고, 상기 제1의 받침판(4)을 수열판으로 하는 온도센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도센서(2)에 어어드선(22)을 접속하고, 전기적인 절연체속에 온도감열체의 열전쌍(11)을 매설하고, 상기 열전쌍은 주위를 전기적인 절연 피복물(21)로 피복하고, 상기 어어드선(22)으로 상기 열전쌍의 1쌍의 리이드선(20)의 절연 피복물 위의 적어도 한쪽을 덮는 것을 특징으로 하는 온도센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 다른 종류 금속선의 선단부에 전기적인 저항체(24)를 개재해서 열전쌍의 온접점부(12)를 구성하고, 전기적인 절연물(25)속에 상기 온접점부(12)를 매설한 것을 특징으로 하는 온도센서.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 3개의 금속선(20,27,29)으로 적어도 2조의 등가 열전쌍(11,26)을 구성하고, 전기적인 절연체(25)속에 열전쌍의 온접점부(12)를 매설한 것을 특징으로 하는 온도센서.
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