KR970010323B1 - 팬 히터의 안전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

팬 히터의 안전제어장치 및 방법

제1도는 본 발명에 의한 팬 히터의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명이 적용된 제어회로부의 상세회로도.

제3도는 본 발명에 의한 써미스터 온도감지시 각 온도별 팬 히터의 제어를 나타내는 온도 그래프.

제4도는 본 발명에 따른 동작 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 팬 히터 7 : 송풍가이드

TH₁: 써미스터 10 : 제어회로부

11 : 마이컴 80 : 송풍통로 온도감지부

본 발명은 오일 팬 히터의 안전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 팬 히터 내부의 송풍가이드에 별도의 온도감지수단을 설치하여 버너에 마련된 불꽃감지봉과 이중으로 염전류 및 온도를 감지하고 그에 따른 제어를 수행토록 하여 보다 안전한 제어를 발휘할 수 있도록 한 팬 히터의 안전제어장치 및 방법에 관한 것이다.

종래, 오일을 기화시켜 연소시키는 팬 히터의 제어를 살펴보면, 우선 버너 상부에 설치되어 불꽃의 상태를 감지하는 불꽃감지봉(FLAME ROD)은 염전류를 감지하되, 초기점화시에는 착화유무를 판단하도록 하여 정상연소를 위해 팬을 구동할 수 있도록 하여 주고, 연소중에는 불꽃의 산소결핍등으로 인한 리프팅현상등 이상상태(불완전연소)를 감지하여 사용자로 하여금 환기토록 하여 주는 기능을 하고 있다.

그러나, 상기 불꽃감지봉은 버너에의 설치상태가 조금이라도 불완전(예를 들어 생산공정시, 운반 또는 이동에 의해서)한다면, 예를들어 초기 부착상태에서 약 7±0.5mm 이상의 오차로 이탈되게 되면, 염전류를 제대로 감지하지 못하게 되어, 셋트(SET) 자체에는 이상이 없음에도 불구하고 팬 히터가 소화동작으로 진행하도록 하여준다. 또한, 팬 히터를 장시간 사용하면 불꽃감지봉에 산화시 발생되는 타르등이 끼이게 되어 염전류 감지기능이 마비되어, 전술한 바와 같이 단순히 불꽃감지봉의 기능저하에 따른 이상상태를 셋트에러로 인식하는 문제점이 속출하였다.

또한, 팬 히터 후면에 마련된 팬 망등에 먼지 또는 이물질이 끼거나 부주의로 커텐등이 걸치게 되면 먼지나 이물질로 인한 실내공기의 오염은 물론, 팬 망을 통한 공기의 흐름이 차단되어 팬 히터 자체가 과열 되므로써 화재의 우려도 있게 되었다.

또한, 종래 안전기능의 일환으로 버너가 과열이 되면 버너에 마련된 전원차단용 써머스탯(THERMOSTAT)이 동작하여 곧바로 전원을 차단시킴으로써 팬 히터의 기능정지와 동시에 급작스런 소화동작으로 그에 따른 오일 냄새가 심하게 나게 되는 여러가지 안전제어상의 문제점이 있어왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래 불꽃감지봉만을 통해서 팬 히터의 연소제어 또는 안전제어를 하는 행위를 송풍가이드의 소정개소에 별도의 온도감지수단을 마련하여 송풍가이드내의 열기의 상태에 따라서도 상기 안전제어를 수행하도록 함으로써 불꽃감지봉의 기능마비시에도 대처 할 수 있도록 하여 보다 안전한 팬 히터의 제어를 수행할 수 있도록 한 팬 히터의 안전제어장치를 제공하는 것에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 송풍가이드에 설치된 온도감지수단의 온도감지신호를 토대로 팬 히터의 안전제어를 수행할 수 있도록 한 팬 히터의 안전제어방법을 제공하는데에 있다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 팬 히터(1)의 개략적인 구성도를 나타낸 것으로, 2는 오일이 채워지는 연료탱크이고, 그 상부에 마련된 전자펌프(EP)가 펌핑작용을 하여 오일을 기화기(3)로 이송하며, 이 기화기(3)를 통해 기화된 연료는 노즐을 통해 버너(4)로 분사되어 연소를 하게 된다.

IG는 버너(4) 상부에 불꽃을 생성하여 점화를 시키는 이그나이터이고, FR은 불꽃감지봉으로 역시 버너(4)에 마련되어 불꽃의 상태를 염전류의 크기로 감지하게 되며, 일정구조의 송풍가이드(7)의 소정부위에 온도감지용 써미스터(TH₁)를 설치하여 송풍되는 열기를 감지한다.

또한, 버너(4)를 통해 발산되는 열기는 팬 모터(FM)의 구동으로 동작되는 팬(5)의 회전으로 송풍가이드(7) 및 배출구(8)를 통해 팬 히터(1)의 외부로 배출된다. 부호 6은 팬망이고, 부호 9는 다수개의 스위치, 부저 및 LED(발광다이오드)로 이루어진 조작부(9)이다.

상기 전자펌프(EP), 불꽃감지봉(FR), 이그나이터(IG), 팬 모터(FM), 써미스터(TH₁) 및 조작부(9)는 제어회로부(10)의 제어로 구동되거나 또는 제어회로부(10)로 일정신호를 입력함으로써 팬 히터(1)를 제어하도록 하여준다.

제2도는 상기 제어회로부(10)와 구동전장물을 나타낸 상세회로도로서, 본 발명에 따른 소정프로그램을 내장하고, 각종 신호의 처리원인 원 칩 마이컴(11)의 입력포트(PI₂)에는 전원트랜스(TS), 브릿지 다이오드(BD₁), 저항(R₅), 다이오드(D₂), 콘덴서(C₂~C₄) 및 레귤레이터(G₁)(G₂)로 구성된 전원부(30)가 접속되어 교류전원(AC)을 일정직류전원(V₁:12V)(V₂:5V)으로 생성하여 마이컴(11) 및 그 주변회로에 공급하여준다.

또한, 전원부(30) 브릿지 다이오드(BD₁)의 출력단에서 발생되는 전파정류신호를 이용하고, 저항(R₁~R₄), 다이오드(D₁), 트랜지스터(Q₁) 및 콘덴서(C₁)로 구성되어 상기 전파정류신호가 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q₁)의 에미터에는 일정한 펄스신호가 발생되고, 이 신호는 마이컴(11)이 입력포트(PI₁)에 입력되어 상기 펄스신호(인터럽트신호)를 이용하여 각종 구동부(전자펌프, 팬 모터등…)의 위상제어가 가능하도록 하는 인터럽트 신호발생부(20)가 마련되며, 상기 전원부(30) 전원 트랜스(TS)의 3차측에 저항(R₆~R₁₀), 콘덴서(C₅~C₈), 다이오드(D₃) 및 불꽃감지봉(FR)으로 구성되는 염전류 감지부(40)가 마련되어 버너(4)의 불꽃을 불꽃감지봉(FR)이 감지하게 되면 폐회로가 형성되어 염전류의 변화를 마이컴(PI₃)의 입력포트(PI₃)에 입력한다. 이 입력된 신호(전압차)는 불꽃의 이상유무를 인식하도록 하여 산소결핍 등의 위험 상황이 있을때에 마이컴(11)이 경보 및 셋트의 동작을 중단(소화)시키도록 하여준다.

50은 키이 입력부(50)로서, 운전/소화스위치(S₁), 온도높임스위치(S₂), 온도낮춤스위치(S₃), 난방계속스위치(S₄)등을 구비하여 운전/소화스위치(S₁)를 키이 입력하면, 마이컴(11)은 팬 히터의 운전 또는 소화에 따른 제어를 각 구동부로 행하며, 온도높임스위치(S₂)를 키이 입력하면, 난방 설정온도를 1℃씩 높이고, 온도낮춤스위치(S₃)를 키이입력하면, 난방 설정온도를 1℃씩 낮추며, 운전계속스위치(S₄)를 키이입력하면 별도의 기능인 3시간 자동소화기능(팬 히터 점화후 3시간후에 자동으로 꺼지게 하는 기능)을 연장시킬 수 있게 된다.

60은 부저 구동부로, 특히 팬망등에 먼지나 이물질 또는 커텐등이 걸쳐서 팬 히터가 과열되면, 부저(BZ)를 구동시키는데, 이때의 과정은 마이컴(11)이 출력포트(PO₂)로 로우레벨 신호를 출력하면, 출력된 로우신호는 저항(R₁₃)(R₁₂)을 거쳐 트랜지스터(Q₂)를 턴온시키고, 그로 인해 에미터단에 연결된 부저(BZ)가 작동되어 부저음을 발하는 것이다.

70은 숫자표시용 LED를 구동하는 LED 구동부로서, 설정온도 및 현재실내온도의 디스플레이 기능은 물론, 전술한 먼지나 이물질 또는 커텐등으로 인한 팬 히터 과열시 이물질 청소에 대한 특정코드(CODE)를 디스플레이하게 되며, 팬 히터의 위험과열상태로 소화기능을 행할때에는 위험과열에 따른 특정코드를 디스플레이하게 된다.

80은 써미스터(TH₁), 저항(R₁₄)(R₁₅), 콘덴서(C₉)로 이루어진 송풍통로 온도감지부를 나타낸 것으로, 송풍 가이드(7)에 부착된 써미스터(TH₁)가 송풍통로의 온도를 감지하여 그에 따른 저항(R₁₅)과의 전압 분배값을 마이컴(11)으로 입력하게 되면, 마이컴(11)은 이때 입력되는 신호를 검출하여 온도에 따른 적정안전제어를 수행하는데, 제3도에 도시된 바와 같이 써미스터(TH₁)의 온도가 t₁(착화가능온도) 값에 이르면 불꽃감지봉(FR)이 착화를 감지하지 못하더라도 착화로 인식하여 팬 히터(FR)을 구동시켜 정상연소를 진행하고, 써미스터(TH₁)의 온도가 t₂(팬망에 이물질이 있어 과열된 상태)로 검출되면, 부저(BZ) 및 LED 출력을 행하여 사용자로 하여금 청소를 유도케 하여, 써미스터(TH₁)의 온도가 t₃(팬 히터의 위험과열상태)로 검출되면 전자펌프(EP) 및 솔레노이드 밸브(SV)를 차단하여 버너(4)로의 연료투입을 막음으로써 소화행정으로 진행하되, 팬(5)은 계속 구동하여 소화시 발생되는 끄름이나 냄새를 저감시키고, 써미스터(TH₁)의 온도가 t₄(소화시 팬 정지온도)로 검출되면 팬(5)구동을 차단시켜 모든 기능을 정지한다.

한편, 마이컴(11)의 출력포트(PO₃)(PO₄)에는 인버터(I₁)(I₂), 릴레이(RY₁)(RY₂), 써미스터(TH₂), 브릿지 다이오드(BD) 및 솔레노이드 밸브(SV)로 구성된 솔레노이드 구동부(90)가 접속되어, 기화기(3)와 노즐 사이의 소정부위에 마련된 솔레노이드 밸브(SV)를 개방 또는 폐쇄함으로써 버너(4)로의 연료를 공급 또는 차단하게 되는데 그 과정은 마이컴(11)이 출력포트(PO₃)로 하이레벨 신호를 출력하여 릴레이(RY₁)를 먼저 통전시켜 솔레노이드 밸브(SV)에 1차전류를 인가하고, 약 2sec 후 출력포트(PO4)로 하이레벨 신호를 출력하여 릴레이(RY₂)를 통전시킴으로써 솔레노이드 밸브(SV)에 2차전류를 인가하게 정상 개방시킨다.

마이컴(11)의 출력포트(PO₅)에는 인버터(I₃), 2단 릴레이(RY₃), 이그나이터(IQ)로 구성된 이그나이터 방전부(100)가 접속되어 점화시 이그나이터(IQ)에 고전압을 인가하여 점화기능을 수행토록 하여주며, 출력포트(PO₆)(PO₇)에는 인버터(I₄)(I₅), 릴레이(RY₄), 포토커플러(PC) 및 전자펌프(EP)로 이루어진 전자펌프 구동부(110)가 접속되어 마이컴(11)의 소정출력으로 전자펌프(EP)를 구동하되, 포토커플러(PC)의 제어로 전자펌프(EP)의 펌핑능력을 가변시킨다.

또한, 마이컴(11)의 출력포트(PO₈)에는 팬모터 구동부(120)가 접속되어, 무접점 릴레이(SSR)의 제어로 팬 모터(FM)의 RPM을 제어한다.

상기와 같이 구성시켜서 된 본 발명의 작용 및 효과를 제4도의 작동 플로우 챠트를 통해 설명한다.

먼저, 본 발명이 적용된 회로에 전원(AC)이 인가되면, 마이컴(11)은 키이 입력부(50)의 키이신호를 검출하여 운전/소화스위치(S₁)가 키이입력되면 팬 히터를 구동시키되, 초기점화를 위해 미도시된 기화기 예열용 히터를 가열하여 기화기가 예열되도록 하여주는 통상의 예열모드(MODE)를 행하고, 도시되지 않은 기화기용 온도 검출소자를 통해 기화기(3)의 기화완료 온도가 검출되면 이그나이터 방전부(100)로 하이레벨 신호를 출력하여 이그나이터(IQ)를 방전시키고, 솔레노이드 구동부(90) 및 전자펌프 구동부(110)로 소정출력을 하여 버너(4)에 점화가 되도록 하여준다. 이때 버너(4)에 마련된 불꽃감지봉(FR)을 통해 감지되는 염전류를 입력포트(PI₃)로 검출하되, 입력값이 일정전류(예 : 10㎂)가 검출되는가를 판단하여 착화완료 또는 비착화를 판단한다. 이때 염전류 감지부(40)로부터 상기 10㎂의 전류값에 따른 일정전압값이 입력되면 착화로 판단하여 그 다음 스텝(STEP)인 팬(5) 구동을 위하여 팬모터 구동부(120)로 하이레벨 신호를 출력한다.

따라서 팬 모터(FM)는 구동되며, 팬 히터의 정상제어를 수행한다. 그러나 상기 염전류(10㎂)가 검출되지 아니하면, 송풍통로 온도감지부(80)로부터 입력되는 값을 검출하여 제3도의 온도(T₂)가 되는가를 검출한다. 이때 T₂가 검출되면 착화완료로 판단하고 전술한 팬 구동 및 팬 히터의 정상제어를 수행한다.

차후, 팬 히터 제어에 있어 송풍가이드(7)에 설치된 써미스터(TH₁)의 온도감지 결과, 송풍통로 온도검출부(80)로부터의 입력값이 제3도의 온도(T₃)에 이른다면, 이것을 팬망(6)에 먼지, 이물질 또는 커텐등이 걸쳐서 생기는 팬 히터의 과열현상이라 판단하고, 부저 구동부(60)로 로우레벨 신호를 출력하여 부저(BZ)음을 울리도록 하고, LED 구동부(70)로 이물질 청소에 따른 일정코드신호를 출력하여, 사용자가 그에 따른 적절한 조치를 취하도록 하여준다.

차후, 써미스터(TH₁)의 온도가 온도(T₄)를 검출하게 되면 팬 히터의 위험 수위 과열로 판단하여 전자펌프 구동부(110), 솔레노이드 구동부(90)로의 출력을 차단하여, 소화행정으로 진행하고 써미스터(TH₁)의 온도가 T₁이 되면 팬모터 구동부(12)로의 출력을 차단하여 완전소화하고, 동시에 팬 히터 위험과열에 따른 소화상태의 과열코드표시를 LED 구동부(70)로 출력하여 팬 히터를 안전제어하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 버터(4)에 마련되는 불꽃감지봉(FR)이 고장 또는 불량으로 감지능력을 상실하더라도 송풍가이드(7)에 마련된 온도검출용 써미스터(TH₁)의 온도검출로 팬 히터의 안전제어 및 연소제어를 실행할 수 있어, 종래 팬 히터 자체에는 이상이 없는데 불꽃감지봉(FR)의 고장 또는 부착상태의 불량으로 셋트가 제어되지 못하는 비합리성을 제거하였을 뿐아니라, 팬망에 이물질 또는 커텐이 걸쳐서 생길 수 있는 과열현상을 알람기능으로 청소를 유도케 하여 원인제거하도록 하여주어 부주의에 의한 과열을 방지할 수 있는 유용한 발명이다.

상기 온도감지수단이 또 다른 소정온도(T₃)를 감지하면 부저(BZ) 및 LED를 구동하고 점등시켜 팬 히터의 이물질 청소를 알려주도록 하는 과정과, 상기 온도감지수단이 또 다른 소정온도(T₄)를 감지하면 전자펌프(EP), 솔레노이드 밸브(SV)의 구동을 차단하고, 팬 모터(FM)를 강제 구동시켜 팬 히터를 소화시키는 과정과, 상기 소정온도(T₄) 이후 소정온도(T₁)가 검출되면 팬 모터(FM)의 구동을 차단하는 과정을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 팬 히터의 안전제어방법.

Claims (3)

1. 팬 히터(1) 내부의 송풍가이드(7) 소정개소에 온도를 감지하는 별도의 수단을 설치하고, 상기 온도감지수단의 온도감지에 따른 일정신호를 생성해내는 송풍통로 온도감지부(80)와, 상기 송풍통로 온도감지부(80)의 입력 신호로 안전작동을 수행토록 제어하는 마이컴(11)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 팬 히터의 안전제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도감지수단은 온도감지용 써미스터(TH1)를 사용한 것을 특징으로 하는 팬 히터의 안전제어장치.
3. 송풍가이드(7)에 별도의 온도감지수단을 구비한 팬 히터의 안전제어방법에 있어서, 초기 점화시 염전류가 일정값에 이르지 아니할때 상기 송풍가이드에 마련된 온도감지수단을 통해 일정온도(T₂)에 이르렀는가를 판단하는 과정과, 상기 온도감지수단이 상기 일정온도(T₂)를 검출하면 팬 모터(FM)를 구동하고 정상제어를 수행하는 과정과, 상기 온도감지수단이 또 다른 소정온도(T₃)를 감지하면 부저(BZ) 및 LED를 구동하고 점등시켜 팬 히터의 이물질 청소를 알려주도록 하는 과정과, 상기 온도감지수단이 또 다른 소정온도(T₂)를 감지하면 전자펌프(EP) 솔레노이드 밸브(SV)의 구동을 차단하고, 팬 모터(FM)를 강제 구동시켜 팬 히터를 소화시키는 과정과, 상기 소정온도(T₄)이후 소정온도(T₁)가 검출되면 팬 모터(FM)의 구동을 차단하는 과정을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 팬 히터의 안전제어장치.