KR0152092B1 - 환기 안되는 스토브 특히 등유 스토브의 안전작동을 보장,감시하는 과정과 상기 과정을 행하는 장치 - Google Patents

Abstract

발명은 정상 가열상태내와 밖에서 실내공간내의 환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터의 안전작동을 보장, 감시하는 장치와 과정에 관한 것이다. 히터가 정상 가열상태 밖에서 작동하는 경우 불완전 연소와 실내공기내의 동반되는 감소된 O₂와 증가된 CO₂수준을 갖게되는 위험이 있다. 버너의 불꽃높이에 상관없이 등유 히터가 감시되고 방사에 민감한 불꽃높이감지와 무관하도록 안전한 작동이 보장되고 실내공기내의 CO₂수준이 빠르고 정확하게 감시하도록 하는 것이 발명의 목적이다.

본 발명에 따라, 등유 히터내의 버너에서 나오는 가스중의 O₂수준이 민감하게 감지되어 제어신호로써 사용됨으로써 상기 목적이 이뤄지고, 미리 결정된 불꽃높이 범위 밖의 버너 작동 중 O₂를 민감하게 감지함으로써, 최소불꽃높이에서 작동을 감시하고 정상 가열상태로 복구하며 경고신호의 생성과 버너의 지연된 자동소화는 실내공기내의 미리 설정된 CO₂수준에 상응하여 버너에서 나오는 가스내의 미리 설정된 각각 제 1과 제 2의 O₂수준에서 효력을 발휘하며, 상기 제 2 수준은 상기 제 1수준보다 낮다.

부가적으로 수단은 등유 히터 내의 버너에서 나오는 가스내의 CO 수준을 민감하게 감지하고 상응하는 제어신호로 바뀐 후, 상술한 CO수준을 실내 공기내의 CO₂수준을 감지하기 위한 수단으로 사용하게 된다.

Description

환기 안 되는 스토브 특히 등유 스토브(kerosene stove)의 안전작동을 보장, 감시하는 과정과 상기 과정을 행하는 장치.

제1도는 본 발명의 안전장치를 갖춘 등유 히터의 개략적인 단면도.

제2도는 제1도의 등유 히터의 사시도.

제3도는 감지기가 작동전압(Uo)을 결정하는 방법을 도시하는 도표.

제4도는 시간과 CO-CO₂농도 대 내부공기내의 산소의 도표.

제5도는 등유 히터의 작동을 감시하고 안전을 보장하는 과정을 도시하는 블록선도.

제6a, 6b도는 배터리가 없거나 배터리 케이스에 잘못 놓여지는 경우 심지설치수단의 작동이나 버너점화를 방지하기 위한 발명의 안전장치에 포함된 메카니즘의 두 실시예에 대한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 등유 히터 2 : 하우징

3 : 심지조정수단 4 : 버너

5 : 연소실 6 : 버너 하우징

7 : 등유 히터 하우징 후방 8 : 열반사 스크린

9 : 등유 히터 하우징 상부벽 10 : 개구부

11 : CO 감지부 12 : 홀더

13 : O₂감지부 14 : 제어회로

15 : 회로판 16 : 소화장치

17 : 미리설정된 불꽃높이 범위의 상부한도

18 : 불꽃 19 : 광감지기

20 : 배터리 21 : 배터리 케이스

22 : 기능적 스프링 23 : 감지기판

24 : 트리거선 25 : 트리거판

26 : 보호장치 27 : 래치(latch)

본 발명은 환기 안되는 스토브 특히 등유 히터의 안전동작을 보장하고 감시하는 과정에 관한 것으로, 폐쇄된 공간내의 정상가열상태에서 버너에 의해 발생된 불꽃의 높이는 미리 설정된 범위내이고 방사감응수단은 상기 미리 설정된 범위부주의 불꽃높이를 감지하도록 작동하고, 정상가열상태 밖에서의 작동시 불꽃의 높이가 미리 설정된 범위보다 높거나 낮은 경우, 상응하는 제어신호를 내리는 전자제어회로에 연결하여 정상가열상태로 복귀되도록 하는 한편, 경고신호를 만들고 미리 설정된 시간동안 설정된 불꽃높이 이상으로 버너가 계속적으로 작동하는 경우 상응하는 시간경과후 버너가 꺼지게 된다.

유럽 각국은 최근 환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터로부터 발생하게 되는 실내공기오염에 관해 강력한 안전규정을 만들었다: 유럽에서 상기와 같은 오븐 - 하나 또는 2단 작동 버너를 가진 등유 히터 같은 - 이 안전하게 작동하는지를 엄격하게 감시할 것을 요구한다(미국특허 4,390,003 참조).

오븐 및 특히 등유 히터(PCT-NL 86/000 10)를 위한 공지된 안전장치가 있는데, 상기 종래 기술에서는 오븐이나 히터가 한번 정상 작동하게 되면, 버너에서 발생된 불꽃의 높이는 미리 설정된 범위를 넘게 되며, 버너 헤드와 연결된 배관들과 마찬가지로 가열수단이 가열되어 오븐이 비정상적으로 작동할 수도 있다.

종래의 안전장치는 미리 결정된 최대치보다 높은 불꽃 높이를 감지하고, 정상 작동상태로 등유 히터를 복귀시키거나 끄도록 하는 작동수단에 연결되어 상응하는 신호를 측정 또는 제어하는 감지수단을 포함한다.

일단점화 버너를 가진 등유 히터에서 종래 안전장치내의 감지수단은 등유 히터가 통상적으로 작동할 때, 불꽃높이가 설정된 최대, 최소범위내에 들어가는지를 탐지하는 두 광감지기나 열방사감지 감지기를 포함한다. 버너의 심지는 수작업으로 조정되거나 불꽃높이가 미리 설정된 불꽃높이 범위를 넘을 때 광감지기에 의해 생성된 측정신호에 따라 재조정된다; 상기 버너는 미리 설정된 시간동안 지속적으로 미리 설정된 불꽃높이 범위를 넘게 되면 접지봉에 의해 확실히 꺼지게 된다.

이러한 종래 안전장치는 단지 불꽃높이 방사감응감지에만 기초를 두고 있으므로 다수의 내재적인 불확실성을 가지게 되어 최근의 안전규정을 만족시키지 못한다.

예를 들어, 버너가 불꽃이 탈 수 있는 최하 높이에서 점화하기 시작한다면, 이 상태는 미리 설정된 불꽃높이 범위의 하부한도를 감지하는 광감지기에 의해 감지되지 않는다.

사용자가 버너를 끄는 것을 잊어 버려서 얼마간의 시간동안 최하 불꽃높이에서 버너가 연소된다면, 최소 불꽃높이를 광감응으로 감지할 수 없게 되어, 히터가 자동적으로 꺼지지 않으므로 내부공기가 허용될 수 없는 수준의 CO₂를 포함하게 되는 큰 위험이 있게 된다.

심지는 항상 불순물을 포함하므로 보통 히터 작동시의 버너 불꽃이 잠시동안 미리 결정된 불꽃높이 범위의 상부한도를 넘을 수 있게 되어 실내공기내의 최대 허용가능 CO₂수준에 도달하지 않아도 종래 안전장치는 버너를 미리 자동적으로 끄게 한다. 종래 안전장치를 갖춘 오븐이나 히터에서, 상기와 같은 사전 버너소화는 심지 직물에 있는 등유가 버너관이 방사하는 열에 의해 태워지는 것을 막도록 뜨거운 버너관이 충분히 냉각될만한 시간이 없기 때문에 강한 냄새 검댕의 배출을 초래한다.

환기 안되는 등유 히터가 작동되면 공기 환기가 불충분한 실내 공간에서는 CO₂가 증가하고 O₂농도는 감소하게 된다(CH₄+ 2O₂→ CO₂+ 2H₂O). 그러나 이러한 산소결핍은 불완전연소를 낳게 하고 CO와 CO₂수준을 증가시키게 된다. 결과적으로 O₂와 CO₂나 CO 농도사이 및 CO₂와 CO농도사이에 직접적인 관련이 있게 된다. CO₂수준이 올라가면 CO수준도 올라간다.

부엌수증기, 담배연기 또는 자동차 배기가스 같은 것들이 차있는 가스환경상태에서, CO, H₂와 다수의 다른 유기물 성분의 양을 전기 저항변화를 통해 감지하는 공기정화장비나 팬(fan)을 자동적으로 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터와 연결되어 사용되는 형태의 가스감지기는 종래에 공지되어 있다(Figaro Eng. Inc., type TGS 800).

의학계에서는, 인공호흡장치내의 산소강화수준을 감지하는 O₂감지를 사용하는 것이 알려져 있다(미국특허 4,495,051). 그러한 산소 감지기는 예를 들어, 납양극, 금으로 된 산소음극과 약하게 산화된 전해질을 구성하는 갈바니 전지의 형태이다. 온도보상을 위한 더어미스터(thermistor)와 저항기는 양극과 음극사이에 연결되어 납-산호 밧데리의 형태로 된 갈바니 전지는 계속적으로 방전한다.

본 발명의 목적은 현재의 엄격한 안전요구수치에 부응하고 상술한 바와 같은 단점을 피하는 과정을 행하는 장치뿐만 아니라 상술된 특징을 갖는 과정을 갖추기 위한 것이다. 특히 등유 오븐이나 히터는 불꽃높이의 방사감응 감지에 의존하지 않는 방법으로 안전하게 작동되고 감지된다.

본 발명에 따른 목적은 등유 히터 내부의 버너 배출가스에서 O₂의 양을 민감히게 감지하고 이 O₂의 양으로 버너 배출가스의 CO₂의 양을 알아내고 이것을 제어신호를 형성하는 전압신호로 변환시킴으로써 달성될 수 있다: 미리 설정된 불꽃높이 범위 밖에서의 버너작동시 상기와 같은 민감한 O₂감지는 최하 불꽃높이 상태에서의 작동을 감지하도록 할 뿐 아니라 정상 가열상태로 회복시키기 위해 프로그램제어 하에서 이루어지며, 경고신호가 만들어지고 미리 설정된 제 1과 제 2의 O₂수준에서 버너의 자동소화를 지연시키며, 상술한 실내공간의 공기 내에서 미리 설정된 CO₂의 양에 상응하는 버너 배출가스에 영향을 주는 제 2 수준은 상기 제 1 수준보다 낮다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CO퍼센트는 실내공기내의 CO₂양을 감지하는 수단으로 부가적으로 사용되며 버너 배출가스내의 O₂나 CO가 실내공기의 최대 허용가능치인 0.8% CO₂에 상응하는 수준에 도달했을 때 경고신호가 생성되고 버너는 자동적으로 소화된다.

상기 버너소화는 경고신호가 O₂의 양이 너무 낮고 CO-CO₂수준이 너무 높다고 표시한 후, 예를 들어, 95초 후에 자동적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터에 대해서, 본 발명에 따른 안전장치는 버너가 미리 설정된 시간동안 상술한 미리 설정된 불꽃높이를 넘어 작동될때 일정시간이 지난후 작동시킬 수 있고 전자제어회로와 일체로 되어 있는 시간수단과 연결된 버너의 자동소화수단, 경고수단, 그리고 불꽃높이가 미리 설정된 범위 밖이라는 것을 표시하는 광감지기에서 오는 측정신호에 따라 심지 조정수단(또한 손으로 제조정되도록 됨)이 재조정되도록 하고 배터리에 연결된 전자제어회로, 배터리, 히터의 보통 연소상태를 결정하는 불꽃높이의 미리 설정된 범위의 상부한도에 관련하여 등유 히터의 하우징 내부에 장착된 광감지를 구성하는 감지수단을 갖춘다.

본 발명에 따른 상기 안전장치는 감지기수단이 부가적으로 O₂감지기를 포함한다는 특징이 있는데, 이 O₂감지기는 등유 히터 하우징의 저면에 장착된 마이크로 프로세서에 연결되고 상기 전자제어회로를 통해 심지조정수단, 경고수단과 자동버너소화수단에 연결되며 상기 경고수단과 버너소화수단은 버너 배출가스에서 미리 설정된 제 1과 제 2 O₂수준 각각에 감응하여 작동하고, 상기 제 2 수준은 상기 제 1 수준보다 낮은 것이 특징이다.

더욱 유리한 점은, CO 감지기가 부가적으로 버너에 의해 방사된 열을 반사하는 스크린 뒤의 등유 히터 하우징의 상부 모서리 내에 장착되고 반사 스크린내의 개구부를 통과하는 가스흐름의 일부가 CO감지기와 접촉하도록 하는 개구부를 갖는 전자회로 카드위에 갖춰진다는 것이다.

본 발명의 과정과 그 과정을 실시하는 발명장치를 사용할 때, 실내 공간에서 현재의 공식안전제한보다 엄격한 안전변수에 올바르고 지속적으로 부합하도록 환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터를 작동시킬 수 있다.

특히 정확한 CO₂감지는 버너의 불꽃높이 감지에 의존해야만 할 필요가 없다. 예를 들어, 실내공간의 공기내의 산소농도가 감소하면 불꽃높이가 감소하는데 즉, 예를 들어 이단작동 버너 등유 히터에서 두번째 단계의 버너는 더 이상 작동하지 않게 되어 실내공기에 높은 CO 방출과 증가된 CO₂농도를 유발한다.

본 발명의 안전장치는 직접적으로 정확히 등유 히터의 하우징내의 산소 농도증가를 감지하므로, 실내 공기내의 CO₂증가가 정확히 감지된다. 동시에 본 발명의 안전장치는 정확히 직접적으로 등유 히터의 하우징 내부의 증가된 CO 농도를 감지할 수 있게 되어 등유 히터의 버너의 최소 불꽃높이를 정확히 감지할 수 있다.

본 발명의 안전장치는 실내공기내의 CO₂농도를 감지하고 O₂농도를 전압신호로 바꾸도록 등유 히터의 하우징내의 버너에서 나오는 가스내의 CO₂농도를 측정한다. 설정치는 발명의 안전장치에 대해 0.8%로 정의되는 실내공기내의 최대허용 CO₂농도에 상응하는 전압이다. 실내공기내의 CO₂농도가 0.8%를 넘을 때(TUV(Technical Inspection Association in West Germany)에 의해 설정된 율에 따라 최대 허용수준은 1%이다).

또한 본 발명의 안전장치의 특징은 자동적으로 버너를 끈다는 것인데 이것은 발명의 안전장치가 허용되는 안전기준보다 이하에서 작동된다는 것을 의미한다.

실내공기내의 CO₂의 양은 등유 히터의 하우징으로 지지되는 회로판에 장착된 갈바니 전지형태의 O₂감지기에 의해 측정된다.

다음 과정이 CO₂농도를 검사하는데 사용된다 ;

1. CO₂는 감지기 전압이 안정되도록 등유 히터를 켠 후 예를 들어, 4분 후에 측정된다.

2. 어떠한 경고에도 과도전류가 그 특징을 일으키지 못하도록 예를 들어, 30초 동안 지연된다.

3. 새 개의(음색을 갖고 최대로 90초동안 계속되는 중간부저(buzzer) 신호는 실내공기 내의 과도한 CO-CO₂농도를 표시하도록 생성된다. 그 기간내에 실내환기는 CO-CO₂을 감소시키도록 개선된다(예를 들어, 문이나 창문을 여는 것으로).

4. 상기와 같이 환기가 되는 경우 솔레노이드에 의한 등유 히터의 불작동이 90초 내에 실내공기를 개선시키지 못한다.

수명이 다 되었거나 매우 낮은 온도에서의 작동에 의한 O₂감지기의 오작동은 30mV보다 낮은 감지기 출력전압 U senser를 발생시킨다: 이 상태는 등유 히터가 불작동된 후 90초 동안 예를 들어, 7번의 경고음을 내는 중간부저신호로 표시된다.

발명의 안전장치에 사용되는 O₂감지기는 다음과 같은 장점이 있다:

1. 매우 긴 수명(5에서 10년).

2. CO₂와 다른 불순한 성분에 대한 불 민감성.

3. 환기가 좋지 않은 실내공간에서 발생하는 연소로 인하여 O₂가 감소하면 CO/CO₂증가하는 관계를 이용하므로 신뢰도와 정확도가 강화됨.

4. O₂감지기의 경고전압 Ua을 조정하기 위해 존재하는 가능성.

5. 등유 히터내의 전자제어회로가 3V DC 전압이 유지되도록, O₂감지기 내장된 갈바니 전지.

주목해야 할 점은 실내공기내의 0.8% CO₂에 상응하는 전압과 작동전압 Uo 사이의 차이가 작다는 것이다. 다음 표1에 도시된 실험결과에 나타난 것처럼 O₂감지기의 경고전압 Ua는 2mV이다. 이러한 이유로 해서, 온도변동에 대한 민감도의 낮은 수준뿐 아니라 높은 신호 대 잡음율, 안정도는 100이라는 Ua 이득(K)에서 작동하고 고품질 작동 증폭기를 요구한다. CO₂제어작용의 정확도는 등유 히터내의 전자제어회로의 하드웨어와 O₂감지기의 전압편류(drift)에 주로 의존한다. 본 발명의 안전장치내의 O₂감지기는 연간 약 2%의 평균전압편류로 측정된다.

O₂감지기 출력을 50mV로 하면 상기 측정은 연간 1mV의 편류에 해당한다. Ua = 2mV 그리고 전위차계에 의해 공장에서 고정된 작동전압 Uo에서 CO₂제어작용은 일년이상 보증될 수 있다.

실험기간 내에, 작동전압 Uo는 하루를 단위로 약간 변동한다. O₂감지기를 갖춘 등유 히터는 잘 환기된 실내공간에서 작동되며 온도효과는 감지기 전압 U sensor를 90분 기간동안 약 2mV로 높인다.

발명의 안정장치의 제어체계에 따라 마이크로프로세서의 사용함으로써 상술한 문제를 해결할 수 있도록 한다.

이것은 실내공간의 환기가 나빠지기 전에 최대 전압수준으로 작동전압(Uo)을 결정하는 등유 히터 내부의 각 버너작동이 마이크로프로세서의 도움으로 감지기 전압을 감소하도록 한 후 가능하다. 감지기 전압은 매 4분마다 검사되며 이전의 값과 비교된다. 작동전압 Uo의 결정에 수반하여 감지기 경고전압 Ua가 다음 관계를 갖는다.

Ua = Uo - U'a

각 버너작동에 따르는 작동전압 Uo의 결정은 CO₂감지시 발생할 수 있는 전압편류의 영향을 없앤다는 점에서 유리하다. 그러나 만약 과도한 CO₂수준때문에 버너를 꺼지게 하고 실내공기내의 CO₂수준이 아직 너무 높은데도 불구하고 등유 히터가 실수로 재 작동된 후에도 실내공기가 개선되지 않는다면 문제가 발생한다.

이 같은 경우 실내공간의 잘 환기된 상태에서 나오는 전압과 다른 상응하는 감지기 전압이 바람직하지 못한 방법으로 작동전압 Uo로 사용될 수도 있다. 결과적으로, 각 등유 히터가 작동된 후 증가된 과도한 CO₂수준에 따라 소화가 일어나게 된다.

이 문제는 실내공기 내의 과도한 CO₂수준이 버너를 소화시키게 하는 경우 45분동안 고정된 수준에 작동전압 Uo를 놓음으로써 해결된다. 버너가 이 기간동안 재작동 된다면, CO₂제어는 고정된 작동전압 Uo 하에서 이루어질 것이다. CO₂농도는 45분 후에 정상수준으로 회복되어 작동전압 Uo가 다시 상술된 방법으로 결정된다.

버너불꽃이 미리 설정된 높이 범위를 넘을 때 검댕이나 연기가 생기고 화재위험이 증가한다. 본 발명에 따른 안전장치는 등유 히터의 연소실 근처의 일정 높이에 위치한 최대 허용 불꽃크기에 관련된 광감지를 포함한다. 이 감지기는 다음과 같은 요구되는 제어기능을 갖추도록 발명의 안정 장치내의 전자제어회로와 함께 작동한다 :

1. 과도전류를 없애는 약 3초의 휴지기 ;

2. 버너불꽃의 높이가 미리 결정된 불꽃높이범위의 상부한도를 넘으면 중간 음향 경고신호(5 음색으로)의 생성, 그리고

3. 불꽃높이가 경고신호가 발생된 후 예를 들어, 60초동안 미리 설정된 불꽃높이 범위에 복귀되지 않을때의 자동버너소화.

환기가 잘 되지 않은 실내공간에서 너무 높은 버너불꽃을 발생시키도록 등유 히터를 작동시키면, 산소결핍, 불완전한 연소 그리고 실내공기에서 CO-CO₂수준이 증가된다. 이때, 본 발명의 안전장치에 포함된 감지기는 광감지기에 의해 효력을 발휘하는 것외에 감지작용을 한다. 버너가 자동적으로 꺼졌을 때 종래의 안전장치를 갖춘 히터가 만드는 연기와 수반되는 냄새를 방지하는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 과정과 안전장치는 상술한 냄새생성이 최소화되는 방법으로 버너를 자동적으로 소화한다.

본 발명의 안전장치는 다음 단계의 순서로 버너를 냄새가 안나게 하며 자동적으로 소화한다 : 버너의 심지조정장치의 회전손잡이는 매우 낮은 불꽃높이에 설치된다 : 올바른 설정은 색깔이 있는 표시기와 약 3초 동안의 중간음향 신호로 표시된다. 이 심지 설정으로 조립된 버너에서 버너는 냄새를 형성하는 성분이 방출되지 않도록 다른 4분동안 작동을 계속한다. 이 기간은 가열관과 버너헤드를 충분히 냉각되도록 한다.

그후에 최소한의 냄새가 생기도록 버너를 불작동시키기 위행 소화수단에 있는 솔레노이드에 전력이 공급된다. 버너심지 조정 장치의 제어손잡이에 의해 심지를 위로 돌리게됨에 따라 냉각기간이 끝나게 된다.

본 발명의 안전장치는 점화코일, 마이크로프로세서를 포함하는 전자제어회로와 CO 감지기와 관련된 히터요소와 같은 등유 히터 내부의 요소를 소모하는 모든 전력에 전원을 공급하는 교체될 수 있는 배터리 세트를 포함한다.

심지조정장치를 시계방향으로 회전하면 주 스위치가 전자제어회로를 닫도록 작동한다. 최초에는 배터리가 검사된다. 배터리 전압 U_b가 2.3V보다 낮으면 점화는 안되고 배터리가 교체되어야 한다고 표시하기 위해 약 30초동안 부저가 연속신호를 울리게 된다. 30초후에 경고신호를 끊기고 심지를 재설정하도록 작용하는 솔레노이드에 의해 등유 히터의 예비가열이나 가열과정이 일어나지 않는다.

정상 범위내의 배터리 전압에서 점화는 가능하고 예를 들어, 15초 내에 일어나야만 한다. 그렇지 않으면 중간부저신호가 예를 들어, 90초동안 울리게 된다 ; 그 기간동안 히터를 점화하는 것이 역시 가능하다. 점화가 90초 후에도 안되면 솔레노이드가 히터를 불작동상태로 하게 된다.

점화가 된 후, 주기적 감시싸이클이 시작되는데 배터리 전압은 상술한 방법으로 검사된다; 또한 불꽃높이와 가스내의 CO₂농도는 등유 히터의 최초 예비가열 후 4분동안 검사된다.

본 발명의 안전장치에서 마이크로프로세서의 주파수는 전자제어회로의 전력소모를 감소시키도록 선택되므로 유리하다. 마이크로 프로세서는 0.5와 5㎒ 사이에서 만족스럽게 작동한다. 주파수 f = 0.5㎒에서 선택된 전류 I는 2.5mA이고 f = 5㎒에서 I = 30mA까지 증가한다. f = 0.5㎒에서 마이크로프로세서는 f = 5㎒에서 보다 천천히 작동한다; 그러나 현재와 같이 적용할 때 이 차이는 완전히 무시할 만한 것이 아니다.

본 발명의 안전장치는 버너점화수단과 심지조정수단이 배터리가 없어지거나 배터리 케이스에 잘못 놓인 경우 작동되지 않도록 하는 등유 히터의 하우징 내에 장착된 메카니즘을 포함한다.

연료의 양은 종래기술에 의한 회로에 의해 연료탱크의 바닥에서 계속 감시된다. 연료의 양이 너무 적으면 예를 들어, 3분 동안 바닥등(Bottom Light)의 점멸과 함께 중간부저신호가 방출된다. 이 상태에서 탱크바닥에 있는 연료의 양은 30분이나 그 이상의 시간동안 버너를 작동시키기에 충분하다.

도면을 참조하여 상기 과정을 실시하는 본 발명의 안전장치를 설명하면 다음과 같다.

제1과 제2도에 도시된 것처럼 등유 히터(1)는 이와 연결된 심지조정수단(3)을 갖는 버너(4)가 중앙에 장착된 하우징(2)을 갖는다 ; 버너는 일단 또는 이단 설계이다. 또한, 히터는 천공되고 상부에서 열려있고 연소실을 정의하는 버너하우징(6)을 갖는다. 버너하우징(6)과 등유 히터(1)의 하우징(2)의 후방벽(7) 사이에 (제1도의 왼쪽) 개구부(10)를 통해 버너(4)에 의해 방출되고 상부로 빠져나가는(화살표 A) 가스의 부분이 흐르는 등유히터(1)의 하우징(2)의 인접한 상부벽(9)을 갖는 수직으로 밑으로 뻗어있는 방사스크린(8)이 장착되어 있다. 하우징(2)의 바닥에 고정된 수직홀더(12)는 하우징의 하부지역에서 전자제어회로914)내에 포함된 마이크로프로세서에 연결된 갈바니 전지의 형태로 O₂감지기(13)를 지지한다. 열반사 스크린(8)뒤에 하우징(2)의 상부 왼쪽 모서리(제1도)에 열반사 스크린(9)내의 개구부(10)를 통해 빠져나가는 가스에 의해 접촉되도록 CO 감지회로판(15)위에 CO감지기(11)가 장착된다. 회로판(15)은 버너(4)의 자동소화수단(16)과 경고신호수단(도시되지않음)에 차레로 연결된 안전장치의 전자제어회로(14)에 전기적으로 연결된다.

버너(4)에 의해 생긴 불꽃(18)높이의 미리 설정된 범위의 상부한도(17)와 관련된 광감지기(19)는 상기 미리 결정된 불꽃높이 범위의 상부한도(17)보다 높은 불꽃을 감지하도록 열 반사스크린(8)뒤에 장착된다. 광감지기(19)는 전자제어회로(14)에 연결된다. 광감지기(19)가 상기 불꽃높이 범위의 상부한도보다 높은 불꽃(18)을 감지할 때 음향 경고신호를 내도록 전자제어회로에 공급된 측정신호를 제공한다. 등유 히터의 사용자가 버너(4)의 정상 작동상태에 따라 미리 설정된 불꽃 높이 범위까지 버너(4)의 불꽃(18)을 복귀시키도록 심지조정수단(3)을 작동시키기 위해 90초를 갖게 된다.

상기 90초동안 버너의 불꽃이 불꽃높이 범위까지 복귀되지 않으면, 소화수단이 전자제어수단(14)에 의해 작동되고 버너가 자동적으로 불작동된다.

등유 히터(1)가 적절히 환기된 내부공간 안에서 켜진다면 주위온도의 영향은 안전장치내의 O₂감지기(13)로부터 출력 U sensor를 90분 내에 약 2mV까지 증가시킨다. 등유 히터(1)가 작동중, O₂감지기(13)는 연속적으로 하우징(2)내의 공기의 O₂농도를 감지하고 그 농도를 상응하는 전압신호로 변환시킨다.

O₂의 감소가 CO₂의 증가와 직접적으로 관련되므로 O₂농도를 표시하는 전압신호를 실내공기내의 CO₂의 순간적 양의 측정이다. 제3도에 도시된 것처럼, 전자제어회로(14)내의 마이크로프로세서가 실내공간의 나쁜 환기가 감지기 전압 U sensor를 감소시키기 전에 최대치로 O₂감지기(13)의 작동전압 Uo를 결정하는 버너(4)의 작동 후에 진행된다.

제3도에 도시된 것처럼 감지기 전압 U sensor는 매 4분마다 감지되고 이전의 값과 비교된다. 제3도에서 U₄는 실내공간의나쁜 환기가 U sensor를 감소시키기 전에 (U₅U₄) 존재하는 최대 전압수준이다.

이러한 이유로 U4 = Uo 작동전압이 결정된 후 O₂감지기(13)의 경고전압(Ua)은 Ua = Uo - U'a가 된다. O₂감지기(13)로 감지된 산소농도가 경고전압(Ua)의 전압수준에 상응한다면, 경고신호가 발생된다. 실내공간내의 환기가 90초 내에 개선되지 않으면, O₂의 농도는 계속적으로 감소되어 등유 히터는 경고전압(Ua)보다 낮은 O₂감지기(13)로부터의 출력 U sensor에서 솔레노이드를 구성하는 자동소화수단(16)에 의해 꺼진다.

등유 히터(1)가 작동하는 동안 CO 감지기(11)는 하우징(2)내의 버너로부터 가스(화살표 A)내의 CO농도를 연속적으로 감지할 수 있으며 측정된 CO농도는 전자 CO감시회로에 의해 상응하는 전기전압으로 연속적으로 변환된다.

동시에 CO농도는 실내공기내의 CO₂농도를 위한 수단으로써 사용된다. 제4도의 다이아그램은 등유 히터(1)의 작동시간 대비 실내공기 안의 산소 퍼센트에 관한 CO와 CO₂농도를 도시한다. 도시된 바와 같이 O₂의 감소와 CO₂의 증가사이의 직접적 상호관련은, CO₂와 CO증가사이의 관계를 통해 O₂감소와 CO 감소사이의 상응하는 관계를 이루게 한다.

제5도의 블록선도는 보통 가열방식과 그와 다른 방식 모두에서 실내 공간내의 등유 히터의 작동의 안전을 유지 감시하는 다양한 과정단계를 도시하며, 블록은 다양한 과정수단사이에 존재하는 기능적 상호관계를 나타낸다. 제6a도와 제 6b도는 배터리(20)가 없거나 배터리가 케이스(21)에 잘못 놓인 경우, 버너(4)의 점화수단과 심지조절수단(3)을 막고 성냥으로 심지를 점화하기 위해 안전장치내에 포함된 메카니즘의 두 실시예를 도시한다.

상기 메카니즘은 배터리가 적절히 놓였을 때 즉, 배터리 케이스(21)내의 감지기판(23)과 접촉할 때 압축된 상태로 되는 기능적 스프링(22)과 진동(지진진동을 포함하는)에 감응하는 안전장치(26)의 트리거 판(trigger plate)(25)(제6a도)과 감지기판(23)에 각각 연결된 양 단부를 갖는 트리거 선(trigger wire)(24)(제6a도)을 포함하며, 상기 트리거 선(25)은 버너(4)가 점화되도록 느슨하다.

배터리(20)가 배터리 케이스로부터 제거되거나 감지기판(23)과 적절히 접촉하지 않는다면 감지기판(23)은 압축된 기능적 스프링(22)에 의해 전방으로 당겨져서 트리거선(24)을 팽팽하게 하고, 안전장치(26)가 점화를 방지하거나 심지조정 메카니즘을 막거나 버너(4)를 소화시키도록 트리거판(25)이 움직인다. 제6b도의 실시예에서, 기능적 스프링(22)이 움직일 때, 안전장치(26)가 작동하도록, 안전장치(26)의 트리거판(25)이 래치(latch)(27)를 작동시키기 위해 연결된 트리거선(24)의 한 단부를 갖는 래치(27)로 교체된다.

Claims (9)

1. 버너에 의해 생긴 불꽃의 높이가 정상 가열상태 밖의 작동시 뿐 아니라 미리 설정된 불꽃높이를 감지하는 방사감응수단으로 감시되며, 미리 설정된 범위내이고 정상 가열상태에 있는 실내공간에서 환기안되는 오븐과 특히 등유 히터의 안전작동을 보장 감시하는 과정에서 상기 미리 설정된 범위보다 높거나 낮은 불꽃높이가 상응하는 제어신호를 발생하게 하고 정상가열상태로 복구시키도록 하는 전자제어회로에 연결하거나 미리 설정된 시간이상으로 상기 미리 설정된 불꽃높이 밖에서 버너가 계속해서 작동한다면 경고신호를 발생하고 상응하는 휴기지 지체 후에 버너를 자동적으로 소화시키는 환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터의 안전작동을 보장, 감시하는 과정에 있어서, 등유 히터내의 버너에서 나오는 가스중 O₂의 퍼센트가 민감하게 감지되고 버너에서 나오는 가스중 CO₂의 양을 감지하는 수단으로 사용되며, 상기 제어신호를 형성하는 전압신호로 변환시키고 미리 설정된 불꽃높이 밖의 버너작동시 민감한 O₂감지는 최소불꽃높이에서 버너작동을 감시하고 정상가열상태로 복구하기 위해 프로그램제어 하에서 이루어지며 전자제어회로는 경고신호를 생성하고 실내공기내의 미리 설정된 CO₂농도에 각각 상응하는 버너에서 나오는 가스내의 미리 설정된 제1과 제2 O₂농도에서의 지연후에 버너를 자동적으로 소화하는데 사용되며 상기 제 2 농도가 상기 제 1 농도보다 낮은 특징을 갖는 환기 안되는 오븐과 특히 등유 히터의 안전작동을 보장, 감시하는 것을 특징으로 하는 과정.
2. 제1항에 있어서, 버너에서 나오는 가스 중 O₂의 농도가 실내공기에서 허용되는 0.8%의 최대 O₂농도에 상응하는 수준에 도달할 때 경고신호가 생성되고 버너가 자동적으로 소화되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 버너가 소화되었을 때, 전자회로를 가진 마이크로 프로세서에 의해 미리 설정된 시간동안 버너작동전압 Uo가 고정됨에 따라, 상기 버너가 최대의 전압으로 켜지는 때마다, 버너가 적절한 환기상태를 나타내고 소화된 후 다시 작동하게 되는 것을 특징으로 하는 과정.
4. 제1항에 있어서, 상기 O₂감지기로부터의 전압이 주기적으로 감지되고 이전의 감지기 전압치와 비교되는 것을 특징으로 하는 과정.
5. 제1항에 있어서, 전자회로의 전원이 배터리이고 배터리 전압 U_b는 미리 설정된 값의 안정도를 위해 자동적으로 검사되고 상기 미리 설정된 값보다 낮은 배터리 전압 U_b는 버너의 점화를 방지하며 배터리 교환의 필요성을 표시하는 경고신호가 생성되거나 경고신호를 미리 결정된 시간동안 생성시키거나 등유 히터의 예비가열이나 가열작동이 자동적으로 끝나는 것을 특징으로 하는 과정.
6. 제1항에 있어서, 상기 미리 설정된 불꽃높이의 범위 밖에 있는 불꽃높이에 감응한 광감지기의 측정신호에 따라 심지조절수단이 조정되는 것을 통해 그것에 연결되는 전자제어회로, 배터리와 등유 히터의 정상 가열상태를 정의하는 불꽃높이의 미리 설정된 범위의 상부한도와 관련하여 등유 히터의 하우징에 장착되는 광감지기를 포함하는 감지기 수단을 구성하고 상기 심지조절수단은 손, 진동보호수단, 경고수단과 버너 자동 소화수단에 의해 또한 조정되고 상기 각 수단은 버너가 미리 설정된 것 보다 긴 시간동안 미리 설정된 불꽃높이 범위를 넘어 작동할 때는 지연되어 작동되고 전자제어회로 내의 수단에 연결되면서 감지기 수단이 부가적으로 마이크로 프로세서에 연결된 O₂감지기(11)를 구성하고 상기 감지기는 바닥 하우징부분내의 등유 히터(1)의 하우징(2)내에 장착되고 전자제어회로(14)를 통해 심지조정수단(3), 경고수단, 그리고 버너(4)의 소화수단(16)에 연결되고 버너에서 나오는 가스들 중 미리 설정된 제1과 제2의 O₂농도에 따라 상기 버너(2)의 자동소화수단(16)과 경고수단을 작동시키도록 하고 상기 제 2농도가 상기 제1 농도보다 낮은 것을 특징으로 하는 안전장치.
7. 제6항에 있어서, 메카니즘(22,24)이 배터리가 없거나 배터리 케이스(21)에 잘못 놓인 경우 상기 심지조절수단(3)을 심지가 손으로 점화될 수 없는 기본 위치에 걸려 있도록 하거나, 버너의 점화수단(4)이 작동하는 것을 막는 진동감응보호수단과 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 작동 메카니즘(22,24)은 배터리 케이스(21)의 감지기판(23)에 연결되며 상기 메카니즘(22,24)이 정지상태에 있을때 압축되어 있는 기능적 스프링(22)과, 양 단부가 각각 감지기판(23)과 보호장치(26)의 트리거판(25)에 각각 연결된 트리거선(23)을 포함하고, 상기 트리거선(23)은 상기 작동 메카니즘(22,24)의 정지상태에 있을때는 느슨하며, 배터리(20)가 없거나 잘못 놓이면 작동 메카니즘의 기능적 스프링에 의해 감지기판(23)이 배터리 케이스 내에 위치하고, 트리거선(24)을 팽팽하게 되어 보호장치(26)의 트리거판(25)이 작동하게 되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 보호장치(26)의 트리거판(25)이 회전하는 래치(27)에 의해 교체되는 것을 특징으로 하는 장치.