KR100880225B1 - 전자파가 제거된 온열전위보료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파가 제거된 온열전위보료에 관한 것으로서 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 종래의 온열전위보료에서 온돌조절장치를 분리 배선하여 표시 및 제어장치만을 온열전위보료의 상부에 위치하도록 함으로써 온도조절장치로부터 발생하는 전자파가 사람의 머리부위에 발생하지 않도록 차단할 수 있는 효과가 있다.

온열전위보료, 전자파, 온도조절

Description

전자파가 제거된 온열전위보료{a warm displacement decorated pouf for getting off a generated microwave}

본 발명은 온열전위보료에 관한 것으로서, 특히 온도조절장치로부터 생성되는 전자파가 사람의 머리부위에 발생하지 않도록 차단할 수 있는 온열전위보료에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 온열침대라 함은 찜질기, 돌침대, 보료 등 여러 종류가 있으며 제품의 외부에는 원적외선이 발생되는 황토, 옥, 또는 세라믹을 장착하고 그 내부에는 열선을 설치한 후에 전기를 이용하여 약 70℃ 정도의 고온을 발생시켜 찜질을 통한 통증완화, 혈액순환을 통하여 치료를 하게 하였다. 이와 같이 찜질기능을 하기 위해서는 발열장치가 필요하며 대부분 발열장치로서는 구리 또는 합금 선을 이용한 열선을 사용하게 되는데 열선에서는 가정용 단상 교류 220V 를 사용하게 되고 교류 전기가 흐르게 되면 필연적으로 전자파가 발생을 하게 된다. 알려진 바와 같이 전자파는 열선에서는 전기장과 자기장이 동시에 발생을 하게 된다. 물론 모든 전기.전자제품은 EMI 검사, 즉 전자파 장해 시험을 거치도록 되어있으나 이는 기기대 기기 간의 전자파로 인한 장해를 줄이기 위한 기술 기준이므로 저주파 대역 에 대한 인체에 유해한 전자파가 나오지 않는 것은 아니다. 전기제품에서 발생하는 전자파의 유해성은 대다수의 사람들이 알고 있으므로 전자파의 발생을 억제하거나 줄이기 위한 제품이 계속하여 개발이 되어 왔었다. 특히 온열침대의 경우는 일반 제품과 달리 인체와 밀착되어 사용하게 되므로 전자파 차단의 필요성이 절실하게 되었다. 상술한 바와 같이 열선에 전류가 흐르게 되면 필연적으로 전자파가 발생을 하게 되는데 열선을 이중 열선으로 사용하여 서로 반대방향으로 전류를 흘려주게 되면 이중 열선에 흐르는 상호 반대 전류로 인하여 서로 자기장이 상쇄시켜 줌으로 전자파 중 자기장의 생성을 억제할 수가 있었다. 그리고 발열장치의 열선 표면을 전도체로 감싸고 접지시킴으로써 열선으로부터 생성되는 전기장의 발생을 차단하게 된다. 즉, 전기장을 차단하는 일반적인 방법으로는 전도체로 온도조절장치의 표면을 코팅하고 접지시키는 방식인데, 이와 같은 방법은 제품의 외부가 전기가 통하는 물질을 사용하게 되면 사용자가 감전의 위험이 있으므로 전기용품의 승인기준에도 허가가 날수도 없으며 온도 표시장치는 사용자가 볼 수 있어야 하므로 투명한 전도체로 코팅을 해야만 했다. 투명 전도체는 제작하기에 어려울 뿐만 아니라 고가의 비용이 소요되므로 현실적으로는 가능하지가 않았다. 또한 전기장의 발생을 차단하기 위하여 온열전위보료의 적층 동판에다 접지를 시켰다. 그러나 이 경우에 사용자의 인체가 동판과 밀착되기 때문에 사용자에게 정전기를 발생시켜 깜작깜작 놀라게 하거나 접지로 인한 과다 전류가 흘러 거기에 전자파가 발생하여 뇌손상이나 백혈구 수치를 감소시키는 요인이 존재하였다. 상술한 바와 같이 열선에서 생성되는 전기장과 자기장은 이중 열선과 접지장치를 이용하여 차단할 수가 있으며 많은 제품 에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있었다. 열선에서 나오는 전기장과 자기장은 차단되지만 일반적으로 온열침대의 경우에는 온도조절장치가 사용자의 편의를 위하여 머리 부분에 위치하게 되므로 구조상 사용자의 머리 부분은 전자파에 노출이 되어 있게 된다. 즉, 온도조절장치의 입구까지는 전자파의 발생을 줄이기 위하여 전원 인입선으로부터 차폐된 전원 선을 사용하여 전기장을 줄이고 전원 선의 두 선을 서로 밀착시켜서 배선을 하여 자기장을 줄일 수 있으나 일단 온도조절장치 내부로 들어오게 되면 입력선 까지는 서로 밀착된 상태이므로 자기장이 상쇄가 되지만 피씨비(PCB) 기판의 내부에서 입력 2선은 서로 간격이 벌어지게 되어 자기장의 발생을 막을 수가 없는 것이다. 또한 제품의 용량에 따라 다르겠지만 피씨비 내부에는 동작 전원부라던지 무접점 전력제어용 스위치 단자 등의 사용으로 인하여 2 ~ 3 A 정도의 전류를 제어하게 되므로 자기장의 발생을 막는 것은 거의 불가능에 가깝게 된다. 또한 이 경우에 전기장의 발생도 막을 수가 없게 되는데 이는 피씨비 전체를 전도체로 감싸서 사용을 하면 가능하겠지만 실제로는 온도조절장치의 표면은 부도체인 ABS 사출물로서 제작이 되며 온도 표시장치라던지, 온도제어장치, 타이머 등 전기장이 생성되는 부분이 바깥 표면으로 노출이 되어있으므로 이러한 장치까지 모두 다 차폐시킬 수가 없게 되어 현실적으로는 전기장의 발생을 완벽하게 차단할 수가 없었다. 다시 말하면 온열침대의 경우, 몸 부위에 위치한 열선에서 나오는 전자파는 차단이 가능하지만 머리 부위에 위치한 온도조절장치에서의 전자파의 발생은 막을 수가 없으므로 사용자의 지속적인 불만 사항이 되어 왔었다.

따라서 본 발명은 온돌조절장치를 분리 배선하여 머리 부위에 위치한 온도조절장치로부터 발생하는 전자파를 사람의 머리부위에서 완벽하게 차단할 수 있는 온열전위보료를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료는 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 종래의 온열전위보료에서 이들을 분리 배선하여 표시 및 제어장치만을 온열전위보료의 상부에 위치하게 한다.

본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료에 의하면 온열전위보료 상에서 발생하는 모든 전자장 및 자기장이 사람의 머리부위에 영향을 주지 않는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료의 구성에 의하여 동작하는 작용을 상세히 설명한다.

온열전위보료에서 사용자의 인체 중의 하나인 머리 부위에 위치한 온도조절장치는 일반적으로 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치로 구성된다. 그리고 표시 및 제어장치는 온도표시부, 온도설정부, 제어 부, 타이머 등으로 구성된다. 제어부는 일반적으로 중앙처리장치(CPU)이고 온도표시부는 액정 크리스탈 디스플레이(LCD)이다. 도 1은 본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료에서 온도조절장치의 구성에 대한 블록을 보인 도이다. 도 1에서, 본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료는 전원코드의 단자 쌍(A), (B)에 전기적으로 접속되는 스위칭장치(10)를 포함한다. 동작전압 발생장치(30) 및 무접점 전력제어장치(50)는 각각 스위칭장치(10)에 전기적으로 접속되고 표시 및 제어장치(40)는 동작전압 발생장치(30)에 전기적으로 접속된다. 그리고 발열장치(60)는 열선으로 구성되어 있고 전기적으로 접지되어 있다. 온도조절장치에 가해지는 동작전압은 우리가 생활하고 있는 환경, 즉 접지된 상태와의 전위차에 의한 것이므로 온도조절장치에 가해지는 동작전압을 접지 전위에 근접시킴으로써 전위차를 줄이게 되므로 전기장의 발생을 억제할 수가 있다. 일반적으로 전기제품의 동작 전원은 교류 입력을 받아서 변압기나 간이 정류회로를 거쳐서 직류 동작전압을 만들어서 사용하게 된다. 이러한 역할을 하는 것이 바로 동작전압 발생장치(30)이다. 직류전압을 사용하게 되면 전자파가 발생하지 않는 것으로 알려져 있는데, 하지만 그러한 직류전압은 사용 전원의 마이너스 측의 전압을 기준으로 해서 볼 때에는 직류가 틀림없지만 접지를 기준으로 해서 볼 때에는 다르게 된다. 동작 전압은 교류입력을 거쳐 직류전압으로 변환이 되지만 오실로스코프 상으로 보면 접지를 기준으로 해서 리플 전압이 나타나게 된다. 이것은 동작전압 발생장치(30)의 트랜스를 거친다고 해도 완벽한 절연체는 없는 것이므로 필연적으로 트랜스의 2차 측의 직류전원은 1차 측의 교류전원의 영향을 받게 되도록 유도된다. 이것이 원인이 되어 2차 측 에는 전기장이 발생하게 되므로 노트북을 사용한다고 해도 밧데리 전원만으로 사용할 때에는 전기장이 발생하지 않지만 직류 어답터를 이용하게 되면 노트북에서 전기장이 발생하게 된다. 우리나라의 가정용 전기는 단상 2선 방식이므로 두 선 중의 한 선은 접지 전위가 된다. 0V 전위를 찾아낸 후에 동작전압 발생장치(30)의 변압기의 1차 측을 거친 직류전압의 마이너스 측을 입력 두 선 중의 접지 전위 측에 연결하여 접지 전위를 기준으로 하여 볼 때에 기존의 제품이 동작전압이 직류이지만 접지를 기준으로 하여 볼 때에는 입력전압의 영향에 의하여 교류 220V의 전위차가 발생하는 것에 비하여 표시 및 제어장치(40)의 중앙처리장치의 동작전압인 직류 5V에 불과한 전위차가 발생하게 되므로 온도조절장치의 외부를 전도체로 코팅하지않고도 전기장의 발생을 차단할 수가 있게 된다. 다시 말하면, 동작전압 발생부(30)으로부터 나온 5V의 직류전압은 온열침대의 상부에 위치한 표시 및 제어장치(40)에 공급되는데, 표시 및 제어장치(40)에는 중앙처리장치가 내장되어 있으므로 기능에 따른 다수의 신호 선들로 구성이 되어 있으며, 이때의 5V의 직류전압의 마이너스 측은 접지 전위를 갖는 선과 교류 접속이 되어 있음으로써 온돌 침대의 상부에서 온도제어부에 설치된 피씨비 회로에는 접지를 기준으로 할 때에 직류 5V의 전위차만 발생하게 되므로 전기장은 거의 발생하지 않게 되고 신호 선만으로 구성이 되어 있으며, 중앙처리장치의 소비전력은 수 mA에 불과하므로 자기장 역시 발생하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 전자파가 제거된 온열전위보료에서 온도조절장치의 구성요소들을 온열전위보료에 각각 설치한 상태를 보인 도이다. 도 2에서, 온열침대의 발열장치(60)에서 열선은 이중 열선 구조로서 서로 자기장의 발생이 상쇄되는 구조이므로 발생장치(60)의 열선으로부터 자기장은 발생하지 않게 되고 발열장치(60)의 상부는 전도체로 감싼 후에 선택한 접지 전위부위와 연결을 시킴으로써 전기장 역시 차단이 된다. 온열침대의 하부에 위치한 동작전압 발생장치(30) 및 무접점 전력제어장치(50)의 외부도 전도체로 하여 접지 전위에 연결을 하게 되면 온열침대의 전체의 구성에서 전자파 중에서 자기장은 온열전위보료(1)의 하부에 위치한 무접점 전력제어장치(50)의 일부분에서만 발생할 뿐이고 전기장은 온열침대의 전체에서 차단되므로 온열침대 전체를 차폐시키지 않고서도 전기장은 차단이 되며 사용자의 입장에서는 기존의 온열침대와 같은 위치에서 온도 제어 및 표시 기능이 있는 온도조절장치를 사용하여도 온열침대의 상부에서는 전기장과 자기장이 차단된 상태에서 사용을 할 수 있게 된다. 이곳에서 연결된 배선은 온열침대의 상부에 있는 온도 표시부, 온도 설정부, 제어부, 타이머 등을 갖는 표시 및 제어장치(40)에 연결이 되지만 기존의 온열침대와는 달리 온열전위보료 상에서 사람의 머리부위에 전기장 및 자기장은 거의 발생을 하지 않게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 온열전위보료용 온도조절장치의 구성에 대한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 온열전위보료용 온돌조절장치의 구성요소들을 온열전위보료에 각각 설치한 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 스위칭장치 30 : 동작전압 발생장치

40 : 표시 및 제어장치 50 : 무접점 전력제어장치

60 : 발열장치

Claims (1)

1. 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 온열전위보료에 있어서,

   상기 온돌조절장치에서의 상기 장치들을 분리 배선함에 있어 상기 표시 및 제어장치를 온열전위보료의 상부에 위치하도록 하고 스위칭장치와 동작전원 발생장치를 온열전위보료의 하부에 위치하여서 됨을 특징으로 하는 온열전위보료용 전자파 차단장치.

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