KR100499922B1 - 열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정온전선의 온도 변화를 검출하기 위한 열감지선을 내부에 삽입하고, 상기 열감지선에 의해 검출된 정온전선의 온도에 따라 외부에서 공급되는 교류전원을 차단하거나 공급하여 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치에 관한 것으로, 피복제(12)와 외피(13)로 피복되어 있으며, 한쌍의 원주형 동선(11a)이 인입되어 있는 발열체(11)의 내부에 열감지선(11b)이 내입되어 있는 열감지 정온전선(10)과, 상기 열감지 정온전선(10)의 열감지선(11b)가 연결되어 발열체(11)의 온도변화를 검출하여 그에 해당하는 소정의 전기적 신호를 출력하는 발열체 온도 감지부(20)와, 상기 발열체 온도 감지부(20)에서 검출되는 발열체(11)의 온도변화에 따라 상기 정온전선(10)에 공급되는 교류전원을 온/오프하는 온도 제어장치(30)로 이루어져, 일반적인 정온전선의 내부에 열감지선을 삽입하여 상기 정온전선의 내부 온도변화를 정확하게 검출하고, 상기 열감지선에 의해 검출된 정온전선의 온도에 따라 외부에서 공급되는 교류전원을 전자식으로 온/오프함으로써 정온전선의 온도을 정밀하게 제어하며, 정온전선의 이상과열에 의한 화재 및 인명피해를 사전에 예방한다.

Description

열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치{Generation of heat controler of heating cable}

본 발명은 정온전선의 온도를 설정값에 따라 일정하게 유지하기 위한 제어장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 정온전선의 온도 변화를 검출하기 위한 열감지선을 내부에 삽입하고, 상기 열감지선에 의해 검출된 정온전선의 온도에 따라 외부에서 공급되는 교류전원을 차단하거나 공급하여 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 정온전선은 겨울철 눈이나 비 또는 물에 의해 결빙되는 도로 등에 결빙되지 않도록 포설하여 콘크리트나 아스팔트 포장면을 전기적인 열로서 얼지 않도록 하여 차량 등의 미끄러짐을 방지한다.

종래에는 외부 전원 공급 장치에서 공급되는 전원에 의해 발열하는 발열체를 금속관에 내입하여 보일러 설비가 적용되기 곤란한 장소나, 병원, 대기실 등의 난방이 급속한 장소, 또는 심야전기를 이용한 바닥난방 등에 난방배관으로 사용하였다.

그러나, 종래의 정온전선은 도선 사이에 단지 발열체로만 충진되어 있어서 이상 과열이 되더라고 발열체의 자체 온도상승을 감지하는 기능이 없어서 온도상승을 억제할 수 있는 방법이 없으며, 계속온도가 상승하는 경우 화재로 까지 발전되는 안전상의 심각한 문제가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 종래에는 상기 종래의 정온전선에 바이메탈 방식의 기계식 자동온도 조절 장치를 연결하여 상기 정온전선의 온도가 일정온도 이상으로 상승하는 경우 외부에서 공급되는 전원을 차단하여 온도 상승을 억제 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 바이메탈 방식은 사전에 제작되어 있는 바이메탈의 특성에 의해 설정온도가 제한되므로, 사용자가 원하는 임의의 한계 온도를 자유롭게 설정할 수 없으며, 상기 정온전선이 설치되는 외부환경, 즉 설치장소의 온도, 습도 등에 의해 바이메탈의 특성이 급격히 변할 수 있으므로 정온전선의 온도 상승에 따른 자동온도 조절 장치의 안전성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 정온전선의 내부에 열감지선을 삽입하여 상기 정온전선의 내부 온도변화를 정확하게 검출하고, 상기 열감지선에 의해 검출된 정온전선의 온도에 따라 외부에서 공급되는 교류전원을 전자식으로 온/오프함으로써 정온전선의 온도을 정밀하게 제어할 수 있으며, 정온전선의 과열에 의한 화재 및 인명피해를 사전에 예방함으로써 안전성을 보다 향상시키기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.

피복제와 외피로 피복되어 있으며, 한쌍의 원주형 동선이 인입되어 있는 발열체의 내부에 열감지선이 내입되어 있는 열감지 정온전선과;

상기 열감지 정온전선의 열감지선과 연결되어 상기 발열체의 내부 온도 변화를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 발열체 온도 감지부와;

사용자가 상기 열감지 정온전선의 설정온도, 최고온도 및 현재시간, 날짜 등을 수동으로 설정하는 설정부와, 상기 발열체의 내부에 인입되어 있는 한쌍의 동선에 공급되는 교류전원과 연결되어 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 각 장치에 공급하는 전원공급부와, 대기온도를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 대기온도 감지부와, 상기 설정부와 대기온도 감지부에서 인가하는 각종 입력값 및 대기온도를 저장하며, 상기 발열체 온도 감지부에서 인가하는 발열체의 온도를 일시적으로 저장하는 메모리부와, 상기 메모리부에 저장되어 있는 발열체의 온도와 상기 설정부에 설정되어 있는 온도를 비교/분석하여 상기 설정부에 설정되어 있는 온도에 따라 상기 열감지 정온전선의 온도를 일정하게 유지하기 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어부와, 상기 발열체의 일측과 연결되고, 상기 발열체에 공급되는 교류전원의 일측과 연결되어, 상기 제어부에서 공급되는 제어신호에 따라 상기 발열체에 공급되는 교류전원을 온/오프하는 드라이브부와, 상기 설정부를 통해 수동으로 설정되는 시간, 날짜, 정온전선의 온도, 최고온도 등과 같은 각종 입력값을 표시하며, 상기 제어부의 동작상태를 표시하는 표시부를 형성한 온도 제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정온전선의 발열 제어장치를 도시한 사시도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지 정온전선을 도시한 사시도도이다.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지 정온전선을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 제어장치를 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 제어장치의 상세 회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치는 외부에서 공급되는 전원에 의해 발열되는 열감지 정온전선(10)과, 상기 열감지 정온전선(10)의 내부온도를 검출하는 발열체 온도 감지부(20)와, 상기 발열체 온도 감지부(20)와 연결되어 상기 열감지 정온전선(10)의 내부온도를 사용자가 설정한 적정온도나 과열로 인한 화재를 유발할 수 있는 최대온도 이하로 유지하기 위해 전원을 차단하거나 공급하는 디지털 온도 제어장치(30)로 이루어져 있다.

상기 열감지 정온전선(10)은 도 2a 내지 도2b와 같이 외부에서 공급되는 전원에 의해 발열되는 발열체(11)와, 상기 발열체(11)의 외주면을 따라 도포되어 전기를 절연하는 피복제(12)와, 상기 피복제(12)의 외주면을 따라 도포되는 외피(13)로 이루어져 있다.

상기 발열체(11)의 내부에는 외부에서 입력되는 교류전원과 연결되어 발열하는 전도율이 높은 한쌍의 원주형 동선(11a)이 구비되어 있으며, 상기 동선(11a)의 사이에는 상기 발열체(11)의 온도 변화를 감지하는 열감지선(11b)이 형성되어 있다.

상기 열감지선(11b)는 동선 또는 크롬선을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 발열체 온도 감지부(20)는 상기 발열체(11)의 내부에 인입되어 있는 열감지선(11b)과 연결되며, 상기 발열체(11)의 발열량에 따른 내부온도를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력한다.

상기 온도 제어장치(30)는 상기 발열체 온도 감지부(20)와 신호선(2)으로 연결되며, 외부에서 공급되는 AC 전원선(1) 사이에 연결되어 상기 발열체 온도 감지부(20)에서 검출되는 발열체(11)의 온도변화에 따라 상기 정온전선(10)에 공급되는 교류전원을 온/오프한다.

상기 온도 제어장치(30)는 도 3 내지 도 4와 같이 사용자가 현재시간, 날짜, 정온전의 온도 등과 같은 각종 설정값을 수동으로 입력하는 설정부(31)와, 외부에서 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 전원공급부(32)와, 대기온도를 검출하는 대기온도 감지부(33)와, 상기 설정부(31)와 대기온도 감지부(33) 및 발열체 온도 감지부(20)에서 입력되는 각종 데이터를 저장하는 메모리부(34)와, 상기 정온전선(10)을 설정되어 있는 일정온도로 유지하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 제어부(35)와, 상기 제어부(35)에 인가되는 제어신호에 외부에서 입력되는 교류전원을 차단하는 드라이브부(36)와, 사용자가 입력한 설정값 및 각종 데이터를 외부로 표시하는 표시부(37)로 이루어져 있다.

상기 설정부(31)는 다수개의 푸쉬버튼으로 이루어져, 사용자가 열감지 정온전선의 설정온도, 이상과열시 화재를 예방하기 위한 최고온도, 현재시간 및 날짜 등을 수동으로 설정한다.

상기 전원공급부(32)은 상기 발열체(11)의 내부에 인입되어 있는 한쌍의 동선(11a)에 공급되는 교류전원과 연결되어 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 각 장치에 공급한다.

상기 대기온도 감지부(33)는 계절변화에 따른 외부의 대기온도를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력한다.

상기 메모리부(34)는 상기 설정부(31)에서 설정되는 각종 입력값과, 상기 대기 온도감지부(33)에서 검출한 대기온도 및 상기 발열체 온도 검출부(20)에서 검출한 발열체의 온도를 일시적으로 저장한다.

상기 제어부(35)는 상기 메모리부(34)에 저장되어 있는 발열체(11)의 온도와 상기 설정부(31)에 설정되어 있는 열감지 정온전선(10)의 설정온도 및 최고온도를 비교/분석하여 상기 정온전선(10)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 전반적인 동작으로 제어한다.

예를들면, 상기 설정부(31)에 설정되어 있는 온도가 20도라고 하면, 상기 온도감지부(33)에서 검출된 발열체(11)의 온도가 20도 미만이면 상기 발열체(11)에 교류전원을 계속해서 공급하고, 상기 발열체(11)의 온도가 20도 이상이면, 상기 교류전원을 차단한다.

상기 드라이브부(36)는 상기 발열체(11)의 일측과 연결되고, 상기 발열체(11)에 공급되는 교류전원의 일측과 연결되어, 상기 제어부(35)에서 공급되는 제어신호에 따라 상기 발열체(11)에 공급되는 교류전원 온/오프한다.

상기 표시부(37)는 상기 설정부(21)를 통해 수동으로 설정되는 시간, 날짜, 정온전선의 온도 등과 같은 각종 입력값을 표시하며, 상기 제어부(35)의 동작상태를 표시한다.

상기 표시부(37)는 세븐 세그먼트 또는 LCD로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루지는 본 발명의 열감지선을 이용한 열감지 정온전선의 발열 제어장치의 동작으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자는 본 발명의 열감지 정온전선의 발열 제어장치를 바닥난방, 도로, 동파방지를 위한 시설물 등에 시공하는데, 발열체 온도 감지부(20)와 연결되어 있는 열감지 정온전선(10)은 지하로 매설되거나 외부로 노출시키는 것이 바람직하며, 온도 제어장치(30)는 대기로 노출시키는 것이 바람직하다.

이후, 사용자는 설정부(31)를 통해 현재시간, 열감지 정온전선의 설정온도, 화재를 예방하기 위한 최고온도 등, 예를들어 설정온도는 20도로, 최고온도는 65도로 설정하면, 상기 설정부(31)는 그에 해당하는 전기적 신호를 제어부(35)에 출력한다.

또한, 대기온도 검출부(33)는 본 발명의 온도 제어장치(30)가 노출되어 있는 장소의 대기온도를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 제어부(35)에 출력한다.

이때, 상기 제어부(35)는 상기 설정부(21)와 대기온도 검출부(33)를 통해 입력되는 설정값 및 대기온도를 일시적으로 저장하고, 동시에 외부로 표시하기 위한 소정의 제어신호를 메모리부(34)와 표시부(37)에 출력한다.

상기 메모리부(34)는 상기 제어부(35)에 인가되는 제어신호에 따라 상기 설정부(31)를 통해 입력되는 설정값 및 대기온도를 일시적으로 저장하고, 상기 표시부(37)는 상기 설정값(열감지 정온전선의 설정온도, 최대온도 등) 및 대기온도를 문자 또는 숫자등으로 표시한다.

이후, 외부교류전원이 열감지 정온전선(10)의 발열체(11)에 공급되면, 상기 발열체(11)의 내부에 인입되어 있는 한쌍의 동선(11a)에 의해 발열하게 되고, 상기 발열체(11)의 열감지선(11b)은 상기 발열체(11)의 발열량에 따라 온도가 가변하게 된다.

이때, 상기 발열체(11)의 열감지선(11b)과 연결되어 있는 발열체 온도감지부(20)는 발열체(11)의 내부에서 발생하는 온도변화를 검출하여 그에 해당하는 소정의 전기적 신호를 온도 제어장치(30)의 제어부(35)에 출력한다.

이어서, 상기 제어부(35)는 소정의 제어신호를 메모리부(34)에 출력하여 상기 발열체 온도 감지부(20)에서 인가되는 발열체(11)의 온도변화를 일시적으로 저장하고, 상기 메모리부(34)에 저장되어 있는 정온전선(10)의 설정온도 및 최대온도와 상기 발열체 온도변화를 비교/분석하여 상기 발열체(11)에 공급되는 교류전원을 온/오프하기 위한 소정의 제어신호를 드라이브부(26)에 출력한다.

예를들면, 상기 발열체(11)의 온도가 20도 미만일 경우에는 교류전원을 계속해서 공급하기 위한 '온' 신호를 출력하고, 검출온도가 20도 이상일 경우에는 교류전원을 차단하기 위한 '오프' 신호를 출력한다.

그리고, 상기 열감지 정온전선(10)이 일시적으로 급격히 과열되어 온도가 상승하는 경우, 화재예방을 위한 최대온도인 65도 미만일 경우에는 교류전원을 계속해서 공급하기 위한 '온' 신호를 출력하고, 검출온도가 65도 이상일 경우에는 교류전원을 차단하기 위한 '오프' 신호를 출력한다.

이때, 상기 드라이브부(36)는 상기 제어부(35)에서 인가되는 제어신호에 따라 상기 발열체(11)에 공급되는 외부 교류전원을 차단하거나 공급한다.

예를들면, 상기 제어부(35)에서 '온' 신호를 출력하면, 상기 외부 교류전원을 계속해서 공급하고, 상기 제어부(35)에서 '오프' 신호를 출력하면, 상기 외부 교류전원을 차단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 발열체의 내부에 열감지선을 인입하여 상기 발열체의 온도변화를 검출함으로써 정온전선의 내부 온도변화를 정확하게 검출할 수 있다.

또한, 상기 열감지선를 통해 검출되는 발열체의 온도변화를 온도 제어장치의 온도 감지부에서 검출하여 제어부에 출력하고, 상기 제어부는 설정부를 통해 입력된 설정온도와 상기 온도 감지부를 통해 검출되는 온도를 비교/분석하여 상기 발열체에 공급되는 교류전원을 온/오프하기 위한 소정의 제어신호를 드라이브부에 출력하고, 상기 드라이브부는 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 상기 발열체에 공급되는 외부 교류전원을 차단하거나 공급함으로써 정온전선의 온도를 정밀하게 제어할 수 있으며, 정온전선의 과열에 의한 화재 및 인명피해를 사전에 예방함으로써 정온전선의 안전성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정온전선의 발열 제어장치를 도시한 사시도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지 정온전선을 도시한 사시도이다.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지 정온전선을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 제어장치를 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 제어장치의 상세 회로도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 열감지 정온전선 11 : 발열체

11a : 동선 11b : 열감지선

12 : 피복체 13 : 외피

20 : 발열체 온도 감지부 30 : 온도 제어장치

31 : 설정부 32 : 전원공급부

33 : 대기온도 감지부 34 : 메모리부

35 : 제어부 36 : 드라이브부

37 : 표시부

Claims (1)

1. 피복제(12)와 외피(13)로 피복되어 있으며,발열체(11)의 내부에 한쌍의 원주형 동선(11a)이 인입되어 있으며, 상기 동선(11a) 사이에는 열감지선(11b)이 내입되어 있는 열감지 정온전선(10)과;

   상기 열감지 정온전선(10)의 열감지선(11b)과 연결되어 상기 발열체(11)의 내부 온도 변화를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 발열체 온도 감지부(20)와;

   사용자가 상기 열감지 정온전선(10)의 설정온도, 최고온도 및 현재시간, 날짜 등을 수동으로 설정하는 설정부(31)와, 상기 발열체(11)의 내부에 인입되어 있는 한쌍의 동선(11a)에 공급되는 교류전원과 연결되어 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 각 장치에 공급하는 전원공급부(32)와, 대기온도를 검출하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 대기온도 감지부(33)와, 상기 설정부(31)와 대기온도 감지부(33)에서 인가하는 각종 입력값 및 대기온도를 저장하며, 상기 발열체 온도 감지부(20)에서 인가하는 발열체(11)의 온도를 일시적으로 저장하는 메모리부(34)와, 상기 메모리부(34)에 저장되어 있는 발열체(11)의 온도와 상기 설정부(21)에 설정되어 있는 온도를 비교/분석하여 상기 설정부(31)에 설정되어 있는 온도에 따라 상기 열감지 정온전선(10)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어부(35)와, 상기 발열체(11)의 일측과 연결되고, 상기 발열체(11)에 공급되는 교류전원의 일측과 연결되어, 상기 제어부(35)에서 공급되는 제어신호에 따라 상기 발열체(11)에 공급되는 교류전원을 온/오프하는 드라이브부(36)와, 상기 설정부(31)를 통해 수동으로 설정되는 시간, 날짜, 정온전선의 온도, 최고온도 등과 같은 각종 입력값을 표시하며, 상기 제어부(35)의 동작상태를 표시하는 표시부(37)를 형성한 온도 제어장치(30);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열감지선을 이용한 정온전선의 발열 제어장치.