KR100852004B1 - 공기 순환로가 있는 단면 손난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리튬이온 이차전지를 채용하여 열선을 가열하여 발열하는 손난로에 관한 것이다. 상기 본 발명의 손난로는, 충전된 전압을 구동전압으로 출력하는 이차전지; 상기 이차전지로부터 구동전압을 공급받아 발열하며, 상기 이차전지의 상하면 중 어느 한 면에 설치되는 발열부; 상기 이차전지와 상기 발열부 사이에 외부공기의 유입 및 내부공기의 유출을 가능하게 하는 공기 순환로를 형성하는 홀; 및 상기 발열부의 외측면을 감싸며 상기 홀과 상기 이차전지를 지지하는 열전도율이 높은 소재의 외부 하우징을 구비한다. 상기한 본 발명은 손난로의 발열부와 이차전지 사이에 외부공기는 유입받고 내부공기는 유출하는 공기순환로를 형성함으로써, 상기 발열부와 상기 이차전지간의 단열 효과를 향상시켜 손난로 발열에 의한 이차전지의 전력저장용량 감소 및 수명감소를 방지하고, 손난로의 발열 가능 온도의 한계를 극복할 수 있게 한다.

이차전지, 손난로

Description

공기 순환로가 있는 단면 손난로{One face hand stove with air-pass}

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 손난로의 외관 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 손난로의 종단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 손난로의 열선 및 절연재의 횡단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 손난로의 블럭구성도.

도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따는 이차전지 충전상태 안내예를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 손난로의 종단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 손난로의 종단면도.

본 발명은 손난로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬이온 이차전지를 채용하여 열선을 가열하여 발열하는 손난로에 관한 것이다.

종래 손난로는 라이터 오일 등의 연료를 점화시켜 발열함에 따라 연료 주입이나 화재 발생 등의 사용상의 번거로움이 있었으며, 이러한 문제를 해소하고자 근 래에는 전열선에 전원을 공급하여 발열하는 손난로가 개발되어 상용화되기에 이르렀다. 특히 최근에는 이동통신 단말기에 채용되는 리튬이온 이차전지를 이용하여 사용시간을 증대시키는 손난로도 제안되고 있다.

그런데, 상기 리튬이온 이차전지는 발열 손난로의 주변 온도가 상승됨에 따라 충전량이 급격하게 저하됨은 물론이며 동작상태도 매우 불안정해져, 상기 손난로의 발열 온도를 높이는 데에는 한계가 있었다.

이에 종래 리튬이온 이차전지를 채용하는 손난로에 대해 발열 가능 온도의 한계를 극복할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다.

본 발명의 상기한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 손난로의 발열부와 이차전지 사이에 단열재와 겨울철의 차가운 외부공기를 유입받을 수 있는 통로 및 내부공기를 외부로 유출할 수 있는 통로인 공기 순환로를 형성함으로써, 상기 발열부와 상기 이차전지간의 단열 효과를 향상시켜 손난로의 이차 전지의 전력충전 용량 감소를 예방하고, 발열 가능 온도의 한계를 극복할 수 있는 손난로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따르는 손난로는, 충전된 전압을 구동전압으로 출력하는 이차전지; 상기 이차전지로부터 구동전압을 공급받아 발열하며, 상기 이차전지의 상하면 중 어느 한 면에 설치되는 발열부; 상기 이차전지와 상기 발열부 사이에 외부공기의 유입 및 내부공기의 유출 을 가능하게 하는 공기 순환로를 형성하는 홀; 및 상기 발열부의 외측면을 감싸며 상기 홀과 상기 이차전지를 지지하는 열전도율이 높은 소재의 외부 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 손난로의 발열부와 이차전지 사이에 외부공기는 유입받고 내부공기는 유출하는 공기 순환로를 형성하여 상기 발열부와 이차전지간의 단열 효과를 향상시켜 손난로의 발열 가능 온도의 한계를 극복할 수 있게 한다.

<제1실시예>

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 손난로의 외관 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명이 바람직한 제 1 실시예에 따른 손난로의 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 손난로의 열선 및 절연재의 횡단면도를 도시한 것이다.

상기한 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 손난로의 구조를 설명한다.

상기 손난로의 외부 하우징(100) 내에는 두께가 얇고 상하면이 넓은 다면체 형상의 리튬이온 이차전지(102)가 위치한다.

상기 이차전지(102)의 상측에는 외부공기의 유입 및 내부공기의 유출을 위한 홀(112)이 위치한다. 상기 홀(112)은 상기 이차전지(102)와 발열체(108) 간의 공기순환로를 형성하기 위한 것으로, 상기 이차전지(102)의 상면에 대응되는 넓이를 가지며 두께는 적어도 1[mm] 이상이다. 상기 홀(112)이 형성한 공기순환로로는 상기 발열체(108)에 의해 가열된 내부공기에 비해 낮은 온도인 외부공기가 유입됨과 동 시에 상기 내부공기는 유출되어, 상기 발열체(108)에 의해 발생된 열이 상기 이차전지(102)로 공급되는 것을 차단한다.

또한 상기 홀(112)의 상측에는 단열재(110)가 구비되며, 상기 단열재(110) 역시 상기 발열체(108)에 의해 발생된 열이 상기 이차전지(102)로 공급되는 것을 차단한다.

이와 같이 본 발명은 상기 홀(112)에 의해 생성되는 공기순환로와 상기 단열재(110)에 의한 이중단열구조를 가짐으로써, 상기 발열체(108)와 상기 이차전지(102)간의 단열효과를 극대화한다.

또한 상기 단열재(110)의 상측에는 각각 제1 및 제2절연재(104,106) 내에 내장된 발열부(108)가 구비된다. 상기 제1 및 제2절연재(104,106)는 상기 발열부(108)의 상하면 방향으로 밀착되면서 상기 발열부(108)를 밀봉한다.

상기 발열부(108)는 니켈-크롬선 등과 같은 전열선으로, 제1 및 제2절연재(104,106)에 의해 밀봉됨으로써, 외부로 노출되는 경우에 우려될 수 있는 화재 또는 감전의 위험을 미연에 방지한다.

그리고 상기 외부 하우징(100)은 상기 발열부(108)를 내장하는 제1 및 제2절연재(104,106)의 외측 및 상기 이차전지(102)의 하면을 감싸며, 상기 홀(112)과 상기 단열재(110), 상기 발열부(108)를 내장하는 제1 및 제2절연재(104,106), 상기 이차전지(102)를 지지한다.

상기한 외부 하우징(100)은 상기 발열부(108)로부터 발생한 열을 사용자에게 직접 전달하기 위해, 열전도율이 높은 스테인레스, 알루미늄 등의 금속재질이 채용 된다.

상기한 바와 같은 구조를 가지는 손난로의 회로적인 구성을 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 손난로(HH)는 이차전지(102), 발열부(108), 20핀 통합 커넥터(114), 스위치(116), 충전상태 검출부(118), 충전전압 표시부(120)로 구성된다.

상기 손난로(HH)의 이차전지(102)는 일반적인 휴대 단말기의 이차전지를 충전하는 충전장치(200)를 통해 충전된다.

상기 충전장치(200)는 상용전원을 공급받아 이차전지용 충전전압으로 변압하고, 상기 이차전지용 충전전압을 20핀 통합 커넥터(204)를 통해 상기 손난로(HH)의 20핀 통합 커넥터(114)로 공급한다.

상기 손난로(HH)의 이차전지(102)는 상기 20핀 통합 커넥터(114)를 통해 상기 충전장치(200)로부터 인입되는 충전전압을 공급받아 충전을 이행하고, 상기 충전전압을 상기 스위치(116) 조작에 따라 상기 발열부(108)에 구동전압으로서 공급하여 손난로(HH)를 온시키거나, 그 공급을 차단하여 상기 손난로(HH)를 오프한다.

상기 스위치(116)는 사용자 조작에 따라 온되어 상기 이차전지(102)와 상기 발열부(108)간을 연결하여 상기 이차전지(102)로부터의 구동전압이 상기 발열부(108)에 공급되게 하거나, 상기 사용자 조작에 따라 오프되어 상기 이차전지(102)와 상기 발열부(108)간을 차단하여 상기 이차전지(102)로부터의 구동전압이 상기 발열부(108)에 공급되는 것을 차단한다.

또한 상기 스위치(116)의 조작에 따른 온/오프신호는 상기 충전상태 검출부(118)에 제공된다.

상기 발열부(108)는 전열선 등이 채용되며, 상기 이차전지(102)로부터 구동전압을 공급받아 발열한다.

상기 충전전압 검출부(118)는 20핀 통합 커넥터(114)의 접속 여부를 검출하여, 상기 20핀 통합 커넥터(114)가 접속되면 이차전지(102)가 충전전압을 검출하고, 상기 검출된 충전전압에 따른 표시신호를 충전상태 표시부(120)에 제공한다. 여기서, 상기 충전전압 검출부(118)는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 검출된 충전전압이 만충전 전압이면 초록색을 표시하도록 하는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)로 제공하고, 상기 검출된 충전전압이 만충전 전압이 아니면 빨간색을 표시하도록 하는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)에 제공한다.

또한 상기 충전전압 검출부(118)는 상기 스위치(116)의 온신호가 제공되는지를 체크하며, 상기 스위치(116)의 온신호가 제공되면, 상기 이차전지(102)의 충전전압을 검출하고, 상기 검출된 충전전압에 따른 충전상태를 판단하고, 상기 충전상태를 나타내는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)에 제공한다. 즉, 상기 충전전압 검출부(118)는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 검출한 충전전압이 만충전에 가까운 제1전압보다 크면 연초록색을 표시하도록 하는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)에 제공하고, 상기 검출한 충전전압이 상기 제1전압보다 작고 최대 방전전압에 가까운 제2전압보다 크면 노랑색을 표시하도록 하는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)에 제공하고, 상기 검출한 충전전압이 상기 제2전압보다 작으면 주황색을 표시하도록 하는 표시신호를 상기 충전상태 표시부(120)에 제공한다.

상기 충전상태 표시부(120)는 상기 빨간색, 초록색, 연초록색, 노랑색, 주황색을 표시하기 위해 삼원색의 LED들 및 상기 LED들을 구동하는 구동회로를 구비한다. 상기 LED 구동회로는 상기 충전전압 검출부(118)로부터의 표시신호에 따라 상기 삼원색의 LED들의 광량을 제어하여 상기 빨간색, 초록색, 연초록색, 노랑색, 주황색의 광을 출력한다. 상기 빨간색, 초록색, 연초록색, 노랑색, 주황색의 광 출력에 따라 사용자는 상기 이차전지의 충전상태, 만충전상태, 사용에 따른 이차전지의 방전을 인식할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예는 발열부를 한면에만 설치하여 양면에 발열부를 설치한 경우에 비해 소비전력을 절반으로 줄여 발열시간을 2배로 증가시킬 수 있음 물론이고, 양면에 발열부가 설치한 경우에 비해 두께 역시 현격하게 감소시킬 수 있다.

<제2실시예>

도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 손난로의 단면도를 도시한 것이며, 이하 상기 손난로의 구성 중 본 발명의 제1실시예의 구성과 중복되는 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 손난로는 한면에만 발열부(108)가 구비됨에 따른 두께 감소 영역에 충전용량이 제1실시예에 비해 2배인 큰 두꺼운 이차전지(302)를 구비시켜, 손난로의 충전용량을 증대시킨다.

이와 같이 본 발명의 제2실시예에 따르는 손난로는 한면에만 발열부(108)가 구비되고, 충전용량이 2배인 이차전지(302)를 구비함에 따라, 양면에 발열부를 설치한 경우에 비해 소비전력을 절반으로 줄여 발열시간을 4배로 증가시킬 수 있다.

<제3실시예>

도 7은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 손난로의 단면도를 도시한 것이며, 이하 상기 손난로의 구성 중 본 발명의 제1실시예의 구성과 중복되는 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 본 발명의 바람직한 제3실시예는 손난로의 두께 감소를 위해, 절열선(108)의 상부에는 절연재(400)를 위치시키고, 상기 전열선(108)의 하부에는 절열 효과를 가지는 단열재(402)를 위치시킨다. 이로서, 상기 단열재(402)는 상기 전열선(108)에 대한 절연 및 상기 전열선(108)과 이차전지(102)간의 단열을 이행한다.

이와 같이 단열재(402)를 통해 절연과 단열을 동시에 수행토록 함에 따라, 상기 제3실시예는 손난로의 두께를 감소시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 이차 전지의 충전 및 방전을 삼원색 LED로 표시하는 것을 예시하였으나, 충전 및 방전 상태 표시를 적색 혹은 청색 LED 한 개만을 사용하여, 충전 상태을 LED의 점멸 주기 등으로도 표시할 수 있음 역시 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다.

또한, 도 1에서 공기순환로를 가지는 손난로의 외관 모양 역시 직사각형 형태로 표시되어 있으나, 이는 공모양 또는 세로 직경의 길이가 짧고, 가로 직경의 길이가 큰 타원형(단면모양)의 형태도 존재할 수 있음은 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다.

또한, 손난로의 충전을 위한 20핀 통합 커넥터뿐만이 아니고, USB 커넥터 형태의 충전도 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 손난로의 발열부와 이차전지 사이에 외부공기는 유입받고 내부공기는 유출하는 공기순환로를 형성함으로써, 상기 발열부와 상기 이차전지간의 단열 효과를 향상시켜 손난로의 발열 가능 온도의 한계를 극복할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 상기 손난로의 발열부와 이차전지 사이에 상기 공기순환로와 함께 단열을 이행하는 단열재를 더 구비시켜, 상기 발열부와 상기 이차전지간의 단열 효과를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 손난로의 한면에만 발열부를 구비시켜, 손난로의 두께를 감소시킴과 아울러 발열시간을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 손난로의 한면에만 발열부를 구비시킴에 따라, 대용량의 이차전지를 구비시킬 수 있게 함으로써, 손난로의 발열시간을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명의 손난로의 발열부의 절연을 단열재를 통해 이행토록 함으로써, 손난로의 두께를 더욱 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

1. 손난로에 있어서,

   충전된 전압을 구동전압으로 출력하는 이차전지;

   상기 이차전지로부터 구동전압을 공급받아 발열하며, 상기 이차전지의 상하면 중 어느 한 면에 설치되는 발열부;

   상기 발열부의 상하면에 결착되어 상기 발열부의 표면을 밀봉하는 절연재;

   외부와 공기가 유입되거나 유출되도록 상기 이차전지와 상기 발열부의 사이에 형성되는 홀;

   상기 발열부가 내장된 상기 절연재의 외측면 및 상기 이차 전지의 하면을 감싸며, 상기 홀, 상기 이차전지, 상기 발열부가 내장된 상기 절연재를 지지하는 열전도율이 높은 소재의 외부 하우징;

   을 구비하고, 상기 홀은 상기 외부 하우징의 외부로부터 외부 공기가 유입되고 내부 공기가 외부 하우징의 외부로 유출되도록 하는 공기 순환로를 형성하여, 상기 이차 전지 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부 하우징의 외부로 유출시키는 것을 특징으로 하는 손난로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이차전지와 충전장치를 연결하는 20핀 통합 커넥터를 더 구비함을 특징으로 하는 손난로.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연재에 의해 밀봉된 상기 발열부와 상기 공기순환로의 사이에 위치하는 단열재를 더 구비함을 특징으로 하는 손난로.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,

   상기 20핀 통합 커넥터의 연결이 검출되면, 상기 이차전지의 충전전압을 검출하여, 상기 이차전지의 만충전 여부를 나타내는 표시신호를 생성하는 충전전압 검출부; 및

   상기 충전전압 검출부로부터의 표시신호에 따라 상기 이차전지의 만충전 여부를 안내하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손난로.

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