KR101162116B1 - 전자유도가열을 이용한 고데기 - Google Patents

Abstract

전자 유도 가열을 이용한 고데기가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 전자 유도 가열을 이용한 고데기는, 고데기의 손잡이에 배치되고, 상기 손잡이에 대한 사용자의 손 접촉을 감지하여 상기 사용자의 손 크기를 감지하는 접촉 센서부; 상기 손잡이에 대한 상기 사용자의 손 압력을 측정하는 감압 센서부; 및 상기 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고데기의 전자 유도 가열이 시작되도록 하고, 상기 손 압력에 따라 상기 고데기의 가열부 덮개의 벌어짐을 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서, 어린아이의 화상 위험을 방지하고 효율적으로 머리를 손질할 수 있다.

Description

전자유도가열을 이용한 고데기 {Heating curler using electromagnetic induction}

본 발명은 고데기에 관한 것으로, 특히 전자유도가열을 이용하여 열효율을 향상시키고 사용자의 손 크기에 따라 동작을 제어함으로써 사고 발생 위험을 크게 감소시킨 고데기에 관한 것이다.

고데기는 머리를 손질하는데 가장 많이 사용되는 도구들 중 하나이다. 대부분의 고데기는 전기를 이용하여 고데기 내부의 가열부를 가열하여 머리를 손질할 수 있도록 한다.

한편, 고데기를 이용하는 과정에서 발생하는 사고가 잇따르고 있다. 즉, 고데기 사용시 항상 폭발, 누전 등의 위험성이 있고 특히 어린이가 고데기로 인하여 화상을 입는 경우가 많다. 이러한 사고를 방지하기 위해 고데기에 온도 조절기능, 타이머 기능 등을 부가한 제품이 소개되었으나 실질적으로 사고 방지에 큰 도움을 주고 있지는 못한 실정이다.

종래의 고데기는 전기를 통해 세라믹 판을 가열하여 온도를 일정 수준으로 유지하는 방식으로 동작한다. 이러한 방식의 문제점은 다음과 같다.

먼저, 전기로 발생된 열을 직접적으로 머리손질에 이용하는 것이 아니라 가열된 부분에 세라믹 판을 올려서 사용하는 방식이기 때문에 열효율이 떨어지고 가열 시간이 오래 걸리는 등의 문제가 있다.

또한, 고데기가 고장 난 경우 수리가 어려워서 고데기를 새로 구매해야 하는 문제점이 있다.

또한, 타이머 기능이나 온도 제어 기능 등이 부가된 제품의 경우에도 고데기의 동작 특성상 폭발, 누전 등의 위험이 항시 존재하고 특히 어린아이가 있는 장소에서는 언제나 화상의 위험이 있다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 고데기의 가열판 내부에 유도코일을 내장 구성하여 고주파를 발생시킴으로써 이중적 열전도 현상이 아닌 직접적인 열전도를 통해 열효율을 향상시키고 가열 시간을 단축시킴으로써 고데기의 전력 효율을 높이는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 전원부, 고주파 발생기, 유도코일 부착부 등 간략한 구성으로 고데기 고장 시 고장원인에 따라 고데기 수리가 용이하고, 저전력 경량으로 구현이 가능한 고데기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 전자 유도 가열 방식의 경우 고주파 발생시 단기간에 열이 발생하므로 손잡이에 정전식 감지센서를 부착하여 사용자의 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜서 고데기가 가열되도록 함으로써 어린이의 화상 사고를 방지하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기는, 고데기의 손잡이에 배치되고, 상기 손잡이에 대한 사용자의 손 접촉을 감지하여 상기 사용자의 손 크기를 감지하는 접촉 센서부; 상기 손잡이에 대한 상기 사용자의 손 압력을 측정하는 감압 센서부; 및 상기 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고데기의 전자 유도 가열이 시작되도록 하고, 상기 손 압력에 따라 상기 고데기의 가열부 덮개의 벌어짐을 제어하는 제어부를 포함한다.

이 때, 상기 접촉 센서부는 상기 사용자의 손이 접촉하는 부위에 배치된 복수개의 정전식 센서들을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 접촉 센서부는 상기 정전식 센서들 중 동시에 접촉이 감지되는 것들을 이용하여 상기 손 크기를 감지할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 손 압력이 기준값보다 약하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 벌어지도록 하고, 상기 손 압력이 기준값보다 강하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 오물어지도록 할 수 있다.

이 때, 상기 고데기는 상기 전자 유도 가열에 의하여 가열되는 유도가열부를 더 포함하고, 상기 유도가열부는 상기 손잡이에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 고데기의 가열판 내부에 유도코일을 내장 구성하여 고주파를 발생시킴으로써 이중적 열전도 현상이 아닌 직접적인 열전도를 통해 열효율을 향상시키고 가열 시간을 단축시킴으로써 고데기의 전력 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 손잡이에 정전식 감지센서를 부착하여 사용자의 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜서 고데기가 가열되도록 함으로써 어린이의 화상 사고를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 고데기가 전자 유도 방식으로 일정 주파수에 따라 일정 온도로 가열되도록 하므로 고데기가 필요 이상 계속 가열됨으로써 발생할 수 있는 폭발 및 누전 등의 사고를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 감압식 센서에 의해 가열부 덮개를 조절하여 고데기로 인한 화상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기의 외관을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기는 손잡이(120) 및 손잡이(120)에 회전 가능하게 결합되는 유도가열부(140)를 포함한다.

손잡이(120)에는 손잡이(120)에 대한 사용자의 손 접촉을 감지하여 사용자의 손 크기를 감지하는 접촉 센서부(110)가 배치된다.

이 때, 접촉 센서부(110)는 사용자의 접촉을 감지할 수만 있으면 되고, 정전식 센서 또는 감압식 센서 등을 이용하여 구현될 수 있다.

접촉 센서부(110)는 사용자의 손이 접촉하는 부위에 배치된 복수개의 정전식 센서들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 정전식 센서들은 도 1에 도시된 바와 같이 손잡이(120)의 일 면에 배치될 수도 있고, 손잡이(120)의 둘 이상의 면에 걸쳐서 배치될 수도 있다.

이 때, 복수개의 정전식 센서들은 평균적인 성인 사용자의 손 크기를 감지하는데 적절한 개수 및 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 정전식 센서들은 평균적인 성인 사용자의 손바닥 및 손가락 위치를 고려하여 성인 사용자가 손잡이(120)를 잡을 경우 꼭 접촉이 발생할 수 밖에 없는 위치에 필요한 개수만큼 배치될 수 있다. 이 때, 복수 개의 정전식 센서들 모두에 동시에 접촉이 발생하면 성인 사용자가 손잡이(120)를 잡은 것으로 판단하여 고데기가 가열되도록 할 수 있고, 복수 개의 정전식 센서들 중 하나 이상에 접촉이 발생하지 않는 경우 성인이 아닌 사용자(어린이 등)가 손잡이(120)를 잡은 것으로 판단하여 고데기가 가열되지 않도록 할 수 있다.

도 1에는 명시적으로 도시되지 아니하였으나, 손잡이(120)에는 손잡이(120)에 대한 사용자의 손 압력을 측정하는 감압 센서부가 구비될 수 있다.

감압 센서부는 하나 이상의 감압 센서들을 이용하여 구비될 수 있고, 손잡이(120)의 평균적인 성인 사용자의 손 접촉이 발생하는 부위에 배치될 수 있다.

감압 센서부는 손잡이(120)에 대한 사용자의 손 압력을 적어도 두 단계(세게 쥠, 약하게 쥠)로 감지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사용자가 손잡이(120)를 약하게 쥔 것으로 판단되는 경우 고데기는 가열부 덮개(150)가 벌어지도록 동작될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 손잡이(120)를 세게 쥔 것으로 판단되는 경우 고데기는 가열부 덮개(150)가 닫히도록 동작될 수 있다.

손잡이(120), 유도가열부(140) 또는 손잡이(120)와 유도가열부(140)가 결합하는 결합부에는 전원 ON/OFF 스위치(130)가 배치될 수 있다.

유도가열부(140)는 손잡이(120)에 회전가능하도록 결합된다. 즉, 유도가열부(140)가 손잡이(120)에 회전가능하게 결함됨으로써 긴 머리카락 손질에 본 발명에 따른 고데기가 손쉽게 사용될 수 있다. 예를 들어, 긴 머리카락에 컬(curl)을 주고 싶은 경우, 고데기가 회전하지 않도록 잠금설정을 한 후 머리카락을 돌돌 말아서 가열하고 고데기의 잠금설정을 풀어 회전가능하도록 한 후 고데기를 잡아당기면 고데기가 회전을 하면서 머리카락을 말아주게 된다.

유도가열부(140)에는 가열부 덮개(150)가 구비된다.

유도가열부(140)는 전자 유도 가열에 의하여 가열된다. 즉, 유도가열부(140)는 접촉 센서부(110)에서 손 크기가 기준 이상인 사용자의 손 접촉을 감지하는 경우 발생된 고주파를 이용하여 고데기가 가열되도록 한다.

가열부 덮개(150)는 고데기 사용 후 열을 식히는 경우 등에 열에 따른 피해를 최소화할 수 있는 재질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 고데기에 전원을 연결하고 손잡이 감지를 통하여 고주파를 발생시키더라도 가열부 덮개(150)를 열지 않으면 열이 통하지 않고, 고데기를 사용하고자 하는 경우 가열부 덮개(150)를 열어서 고데기를 사용할 수 있다.

도 1에는 명시적으로 도시되지 아니하였으나, 고데기의 손잡이(120) 또는 유도가열부(140)에는 제어부가 구비될 수 있다. 제어부는 사용자의 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고데기의 전자 유도 가열이 시작되도록 하고, 상기 손 압력에 따라 상기 고데기의 가열부 덮개의 벌어짐을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전자유도가열을 이용한 고데기는 접촉 센서부(210), 감압 센서부(220), 제어부(230), 고주파발생기(240), 전원부(250) 및 유도가열부(260)를 포함한다.

접촉 센서부(210)는 고데기의 손잡이에 배치되고, 상기 손잡이에 대한 사용자의 손 접촉을 감지하여 상기 사용자의 손 크기를 감지한다.

이 때, 접촉 센서부(210)는 상기 사용자의 손이 접촉하는 부위에 배치된 복수개의 정전식 센서들을 포함할 수 있다.

이 때, 접촉 센서부(210)는 상기 정전식 센서들 중 동시에 접촉이 감지되는 것들을 이용하여 상기 사용자의 손 크기를 감지할 수 있다.

감압 센서부(220)는 상기 손잡이에 대한 상기 사용자의 손 압력을 측정한다.

제어부(230)는 상기 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고데기의 전자 유도 가열이 시작되도록 하고, 상기 손 압력에 따라 상기 고데기의 가열부 덮개의 벌어짐을 제어한다.

이 때, 제어부(230)는 상기 손 압력이 기준값보다 약하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 벌어지도록 하고, 상기 손 압력이 기준값보다 강하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 오물어지도록 할 수 있다.

고주파발생기(240)는 제어부(230)에서 성인 사용자의 손 접촉이 발생한 것으로 판단하여 고주파 발생을 요청하는 경우 전자 유도 가열을 위한 고주파를 발생시킨다.

전원부(250)는 전원케이블 등을 통하여 고데기 동작에 필요한 전원을 공급 받아서 고데기의 각 구성요소들로 공급한다.

유도가열부(260)는 고주파발생기(240)에서 발생된 고주파를 이용한 전자 유도 가열을 통하여 고데기가 가열되도록 한다.

유도가열부(260)의 보다 상세한 동작에 대해서는 후술하도록 한다.

도 3은 도 2에 도시된 제어부의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 제어부(230)는 기본적으로 가열부 덮개가 잠긴(닫힌) 상태에서 동작을 시작하는 것을 알 수 있다(S310).

가열부 덮개가 닫힌 상태에서, 제어부는 접촉 센서부를 통한 사용자의 손잡이에 대한 손 접촉을 감지한다(S315).

제어부는, 손 접촉 감지 결과 손 크기가 기설정된 크기보다 큰지 여부를 판단하고(S320), 손 크기가 기설정된 크기보다 크다고 판단되는 경우 가열부 덮개가 열리고 가열이 시작되도록 한다(S325).

제어부는 손 크기가 기설정된 크기보다 작다고 판단되는 경우 다시 단계(S310)로 돌아가서 가열부 덮개가 닫힌 상태에서 사용자의 손잡이에 대한 손 접촉 감지를 계속한다.

제어부는 덮개가 벌어져서 가열이 시작된 후 손잡이에 대한 사용자의 손 압력을 센싱한다(S330).

제어부는, 손 압력 센싱 결과 손 압력이 기설정된 크기보다 큰지 여부를 판단하고(S335), 손 압력이 기설정된 크기보다 크다고 판단되는 경우 가열부 덮개가 닫히도록 한다(S345).

제어부는 손 압력이 기설정된 크기보다 작다고 판단되는 경우에는 가열부 덮개가 벌어지도록 한다(S340).

즉, 제어부는 사용자가 손잡이를 쥐는 힘에 따라 덮개가 열리거나 닫히게 컨트롤할 수 있다.

또한, 제어부는 OFF 스위치가 눌렸는지 여부를 판단하여(S350), OFF 스위치가 눌렸다고 판단되는 경우 고데기가 동작을 종료하도록 하고, OFF 스위치가 눌리지 않은 경우에는 계속해서 감압식 센싱 결과에 따라 가열부 덮개의 열림/닫힘을 제어한다.

이하, 고주파 발생부 및 유도가열부의 동작에 대해 상세히 설명한다.

일반적으로 고주파 유도 가열은 전자 유도 작용에 의하여 교류(고주파) 전류가 흐르는 코일 속에 위치하는 금속 등의 도전체에 와전류 손실과 히스테리시스(hysteresis) 손실의 저항에 의하여 열이 발생하는 것을 이용하는 것이다.

코일에 교류 전류를 통하면 코일 주변의 교류 전류에 의한 교번자속이 발생하고, 이 자계속에 놓인 도전체에는 유도전류가 발생하게 된다. 이 전류를 와전류(도전체에 발생하는 자력선의 변화를 저지하는 전기적인 힘)라 하고, 피가열체의 고유 저항과 와전류에 의한 줄(Joule) 열이 발생하며 이를 와전류 손실이라 한다. 이 와전류 손실이 바로 유도 가열시의 발열원이 된다.

일반적으로 유도가열 시 피가열 물체의 표면에 가까운 곳일수록 전류 밀도가 큰 표피 효과(skin effect)가 발생하고, 이 표피 효과는 주파수가 높을수록 크게 나타난다.

유도가열 시 발열량은 주파수가 낮을 때에는 대략 주파수의 제곱에 비례하여 증가하나, 일정 주파수 이상이 되면 제곱근에 비례하여 증가하게 된다. 이 양 특성의 경계가 되는 주파수를 유도 가열의 임계 주파수라고 하며, 일반적으로 피가열 물질의 반경이 침투 깊이(penetration depth)의 2.25배가 되는 주파수이다.

따라서, 도 2에 도시된 고주파 발생기에서 발생하는 고주파의 주파수가 임계 주파수 이상이 되도록 하면 유도 가열의 효율을 극대화할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 전자 유도 가열을 이용한 고데기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

210: 접촉 센서부
220: 감압 센서부
230: 제어부
240: 고주파 발생기
250: 전원부
260: 유도가열부

Claims (5)

1. 고데기의 손잡이에 배치되고, 상기 손잡이에 대한 사용자의 손 접촉을 감지하여 상기 사용자의 손 크기를 감지하는 접촉 센서부;
   상기 손잡이에 대한 상기 사용자의 손 압력을 측정하는 감압 센서부; 및
   상기 손 크기가 기설정된 크기 이상인 경우에만 고주파를 발생시켜 상기 고데기의 전자 유도 가열이 시작되도록 하고, 상기 손 압력에 따라 상기 고데기의 가열부 덮개의 벌어짐을 제어하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 고데기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 접촉 센서부는
   상기 사용자의 손이 접촉하는 부위에 배치된 복수개의 정전식 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고데기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉 센서부는
   상기 정전식 센서들 중 동시에 접촉이 감지되는 것들을 이용하여 상기 손 크기를 감지하는 것을 특징으로 하는 고데기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 손 압력이 기준값보다 약하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 벌어지도록 하고, 상기 손 압력이 기준값보다 강하다고 판단되는 경우 상기 가열부 덮개가 오물어지도록 하는 것을 특징으로 하는 고데기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고데기는 상기 전자 유도 가열에 의하여 가열되는 유도가열부를 더 포함하고, 상기 유도가열부는 상기 손잡이에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 고데기.

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