KR101240156B1 - 안전 온도조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기매트, 전기요, 전기장판, 전기난로 등의 전열기구에 대한 가열 온도조절을 위한 온도조절장치에 있어서, 사용자의 스위치 조작에 의한 출력조절과는 별개로, 제어부에서 출력 패턴을 설정하여 이에 따라 가열함으로써, 전기를 절약하고, 화재를 방지하며, 보다 효율적으로 가열할 수 있도록 하기 위한 안전 온도조절장치에 관한 것이다.
본 발명은 과열에 의한 화재를 방지하여, 안전성을 도모하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 사용자의 습관이나 착각에 따른 스위치 조절 방식을 스스로 개선 반영하여 보다 적합한 패턴의 가열이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

Description

안전 온도조절장치 {SAFE CONTROLLER}

본 발명은 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기매트, 전기요, 전기장판, 전기난로 등의 전열기구에 대한 가열 온도조절을 위한 온도조절장치에 있어서, 사용자의 스위치 조작에 의한 출력조절과는 별개로, 제어부에서 출력 패턴을 설정하여 이에 따라 가열함으로써, 전기를 절약하고, 화재를 방지하며, 보다 효율적으로 가열할 수 있도록 하기 위한 안전 온도조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기장판, 전기요, 전기매트는 물론 전기난로 등의 전열기구에는 전기를 인가함과 아울러 사용자에 따라 알맞은 온도로 조절하여 사용할 수 있도록 온도조절기가 구비된다.

도 1은 일반적인 온도도절기와 발열선을 나타내는 도면이고, 도 2는 온도조절기의 구성을 회로와 함께 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 전열기구의 일측에는 케이블에 의해 온도조절기(100)가 연결 구비된다. 온도조절기(100)의 본체에는 가열전류의 출력 강도와 온도를 결정하기 위한 회전 방식의 노브와 이에 연결된 로터리스위치(10)와, 전원을 온오프 하기 위한 전원스위치(SW)가 구비된다. 경우에 따라서는 로터리스위치(10) 하나로 전원의 온오프도 가능하게 할 수 있음은 공지의 기술이다.

노브의 회전각도에 따라, 로터리스위치(10)는 본체 내부에서 전기적으로 전압신호를 크거나 작게 결정하여 출력시키게 된다. 이러한 로터리스위치(10)는 회전 각도에 따라 전압이 가감되면서, 이에 따라 가열전류가 정비례 또는 정비례와 유사한 패턴으로 증가시키는 것을 선택할 수 있게 한다.

이러한 사용자의 로터리스위치(10) 선택에 따라, 제어부는 이에 대응되는 가열전류 또는 온도 설정값을 출력하여, (b)와 같은 발열선(200) 등으로 흐르게 한다. 발열선(200)은 내측부터 심실(210), 제1선(220), 나일론써미스터(230), 제2선(240), 피복(250) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 나일론써미스터(230)는 온도감지를 위해 활용된다.

도 2를 참조하면, 조절입력부(20)는 DC 5V 의 전원이 공급되면, 동시에 가변저항기에 전압이 공급되어 사용자가 회전 시키는 회전 노브의 위치에 따라 선택된 전압 신호값에 따라 제어부(30)는 가열 전류의 출력 또는 온도를 제어하고, 기타 표시제어 등을 수행하게 된다.

이러한 일반적인 온도조절 방식의 온도조절기에 따르면, 사용자가 노브를 회전하여 정한 신호값 즉, 해당 전압값에 대응되는 가열전류 출력값을 통해 가열하게 되는데, 사용자가 처음부터 너무 고온으로 높은 전압값을 설정해 놓은 경우, 이를 방치하게 되면 과열에 따른 화재의 문제가 발생한다.

또한 가열 초기에는 사용자가 원하는 온도까지 상승이 더디므로, 사용자가 좀 높은 고온으로 설정을 하였다가, 나중에 다시 저온으로 변경해서 사용하곤 하는데, 이는 사용자에게도 번거롭고, 저온으로 변경하지 않는 경우에는 전술한 화재의 문제가 생길 수도 있게 된다.

또한 사용자는 로터리스위치를 고온측으로 많은 각도를 돌려 놓으면, 전기가 많이 소모된다고 느끼기 때문에, 적당한 수준까지만 돌려 놓고 사용하여, 원하는 온도를 누리지 못하거나, 또는 상당한 시간이 소요되도록 하여 오히려 전기의 사용량이 증가되도록 하는 문제가 생기기도 한다.

따라서 사용자의 수동적인 조작의 횟수를 줄여주고, 사용자에게 적합한 가열 패턴을 제공함은 물론, 과열에 따른 화재를 방지하기 위한 온도조절장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 과열에 의한 화재를 방지할 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부; 및 상기 조절입력부로부터 입력받은 조절신호에 따라 가열부를 가열시키는 가열전류를 출력제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는: 상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부; 및 조절신호의 값을 임의의 범위 단위로 정의하고, 상기 범위 단위로 서로 다른 가열전류 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 범위에 대응하는 가열전류 출력 패턴에 따라 가열부로 가열전류를 출력하도록 제어하는 출력패턴설정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도 조절 장치를 제공한다.
상기 조절입력부는: 회전에 따라 출력되는 신호를 조절할 수 있는 가변저항기 또는 로터리스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가열전류 출력 패턴은: 일정시간 동안만 상기 가열부로 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 가열전류 출력을 중지하는 패턴인 것을 특징으로 한다.
상기 일정시간 동안 출력되는 가열전류가 높은 온도를 유지하기 위한 전압값이 기준 전류 값보다 높은 전류값을 가지는 가열전류인 경우, 상기 가열전류 출력 패턴의 상기 일정시간은 상대적으로 짧게 형성되고, 상기 가열전류가 상기 기준 전류 값보다 낮은 범위의 가열전류인 경우, 상기 일정시간은 상대적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가열전류 출력 패턴은: 일정시간 동안은 상기 조절신호의 값에 대응하는 출력값을 가지는 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 상기 출력값을 낮추어 출력하는 패턴인 것을 특징으로 한다.
상기 출력패턴설정부에서 가열전류의 출력을 저감시킨 상태에서, 상기 조절입력부에서 변화된 조절신호가 상기 입력신호수신부를 통해 수신되면, 상기 출력패턴설정부는 상기 저감된 가열전류의 출력을 저감 전 원래의 출력으로 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 가열전류 출력 패턴은: 일정시간 동안, 상기 조절신호의 값에 따라 기 설정된 가열전류의 출력보다 증대시켜 출력하는 패턴인 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 구성은, 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 신호를 제공하는 조절입력부; 및 상기 조절입력부로부터 입력받은 신호에 따라 가열전류를 출력 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되고, 상기 제어부에 의해 제어된 가열전류에 의해 가열부를 가열하되, 상기 제어부는: 상기 조절입력부로부터 입력되는 신호를 수신하는 입력신호수신부; 및 상기 입력신호수신부에서 수신된 신호에 따라 결정되는 가열전류를 출력하도록 제어하는 출력패턴설정부;를 포함하며, 상기 제어부는 선택신호감지부를 더 포함하여 구성되고, 상기 선택신호감지부는 설정된 시간동안 상기 조절입력부로부터 입력되는 신호를 감지하고, 상기 출력패턴설정부는 상기 선택신호감지부에서 감지된 신호를 전달받아, 상기 감지 신호에 해당하는 출력 제어 방식을 결정하여, 상기 입력신호수신부의 신호에 따라 상기 결정된 출력 제어 방식으로 가열전류를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

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상기 선택신호감지부는: 상기 조절입력부로부터 초기 신호값의 범위를 감지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 선택신호감지부는: 상기 조절입력부로부터 초기 신호값, 또는 일정 시간 유지되는 일정 신호값, 또는 신호 변동폭, 또는 신호 변동횟수 중 어느 하나 이상 감지하도록 하는 것을 특징으로 한다.,

상기 선택신호감지부에서 감지한 결과에 따라, 상기 출력패턴설정부는: 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안만 출력되어 가열하고, 출력을 중단하도록 제어하거나, 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하도록 하거나, 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하는 것 중 어느 하나 이상으로 출력 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 선택신호감지부에서 감지한 결과에 따라, 상기 출력패턴설정부는: 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 가열전류의 대응 출력값을 기 설정된 값과 다르게 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 대응 가열전류 또는 온도제어의 출력값을 기 설정된 값보다 일정 비율 증가시키거나, 또는 일정 비율 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 가열전류의 최대 출력값에 대응하는 상기 입력신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 입력신호의 최대값에 대응하는 상기 가열전류의 출력값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 입력신호의 최소값에 대응하는 상기 가열전류의 최소 출력값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

온도감지부를 더 포함하여 구성되고, 일정 가열시간이 경과한 후에 상기 온도감지부에서 측정된 온도가 기준 값에 이르지 않은 경우, 상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력패턴설정부는 상기 출력 가열전류를 시간이 경과할 수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력패턴설정부는 상기 출력 가열전류를 시간이 경과할 수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호가 최대값이고, 일정 시간이 경과하도록 상기 입력신호가 계속적으로 최대값인 경우에, 상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하거나 출력을 하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 가열부는 나일론 써미스터를 포함하여 구성되고, 상기 출력패턴설정부는 상기 조절입력부로부터의 입력신호와 상관없이, n시간 동안 높은 범위의 가열전류를 출력하여 상기 나일론 써미스터를 가열함으로써, 포함된 수분을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 과열에 의한 화재를 방지하여, 안전성을 도모하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 사용자의 습관이나 착각에 따른 스위치 조절 방식을 스스로 개선 반영하여 보다 적합한 패턴의 가열이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 온도도절기와 발열선을 나타내는 도면이다.
도 2는 온도조절기의 구성을 회로와 함께 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 온도조절장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 로터리스위치의 조절 각도에 따른 가열시간을 표시하여 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 가열전류가 다양한 패턴으로 출력되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 로터리스위치의 조절에 따른 입력신호를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 가열전류의 출력이 제어되어 온도가 단계적으로 하락하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 출력 가열전류의 최소 최대값 영역이 변화된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 로터리스위치의 조절에 따른 입력신호를 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시예들을 참조하여, 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 온도조절장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 조절입력부(20), 제어부(30)를 포함하여 구성되고, 경우에 따라서는 온조감지부(40)가 더 구비된다. 제어부(30)는 입력신호수신부(32), 출력패턴설정부(36)를 구비하고, 경우에 따라서는 선택신호감지부(34) 및 시간카운트부(38)를 더 구비할 수 있다. 이러한 각 부분의 구분은, 물리적, 기구적으로 분리된 구성일 수도 있고, 하나의 칩이나 프로그래밍된 마이컴, 회로에 있어서 기능적, 논리적으로만 분리하여 표현되는 구성일 수도 있으며, 이에 따른 제한은 없다.

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조절입력부(20)는 가열전류의 출력의 고저를 조절하기 위해 사용자에 의해 선택된 입력신호를 제공하는 부분으로서, 전술한 로터리스위치, 가변저항기(10)를 구비하여 사용할 수 있다. 로터리스위치, 가변저항기(10)는 다수의 저항 또는 가변, 볼륨 저항 등을 사용하여, 회전방식에 의해 시계회전 방향으로 회전하면, 인가된 직류 전원의 전압값이 증가되면서, 입력신호가 제어부(30) 측으로 출력된다.

제어부(30)의 입력신호수신부(32)는 조절입력부(20)로부터의 조절신호인 전압 입력신호를 수신하게 되고, 출력패턴설정부(36)는 입력된 조절신호의 전압값에 따른 가열전류 출력값을 결정하여, 가열전류가 인가되도록 제어하게 된다.

이때 조절신호 전압값을 일정 범위 단위로 정의되고, 상기 범위 단위로 각각에 대응되는 가열전류의 출력값은 가변되도록 사전에 프로그래밍 되어 가열전류 출력 패턴이 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의해 다양한 방식으로 가열전류 출력 패턴이 결정될 수 있다. 사용자의 스위치 조작에 대해 선택신호감지부(34)는 그 선택 사항을 각 범위별, 또는 정해진 신호 입력 출력값 등에 따라 감지하게 되고, 출력패턴설정부(36)는 이에 따른 가열전류 출력 패턴을 결정하여, 대응되는 가열전류를 가열부(50)로 출력하게 된다.

이러한 대응 가열전류 출력 패턴에 있어서, 시간적인 요소가 필요한 경우에는 시간카운트부(38)를 통해 시간을 특정하고 가열전류 출력 패턴에 적용하게 된다.

온도감지부(40)는 가열부(50) 등의 위치에서 온도를 측정하고, 그 측정값에 따라 새로운 가열전류 출력 패턴을 시작하거나 변화시킬 수 있도록 하기 위한 것으로서 통상의 온도센서를 사용할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 로터리스위치의 조절 각도에 따른 가열시간을 표시하여 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 로터리스위치(10)는 1~8까지 저온부터 고온까지 설정할 수 있도록 되어 있다. 본 발명의 출력패턴설정부(36)는 로터리스위치(10)에 의한 입력신호값이 일정 영역, 즉 특정 범위에 있는 경우, 그 특정 범위에 대한 가열전류 출력 패턴의 대응되는 시간(14)이 지나면 전원이 OFF 되거나, 가열전류의 출력값이 감소되도록 한다.

특히 고온으로 설정해 놓고, 일정 시간이 지나도록 설정을 중저온으로 바꾸지 않는 다는 것은, 사용자가 전원을 끄지 않고 이탈한 상황이 대부분이기 때문에, 이로 인한 화재가 발생될 수 있어 이러한 기능을 필요로 한다.

예를 들어, 입력신호값이 제1영역, 즉 1~3정도의 범위인 경우에는, 그 가열전류 출력 패턴에 따라 8시간만에 전원이 자동으로 꺼지도록 하고, 그 보다 높은 제2영역 즉 3~5정도의 범위인 경우에는, 4시간만에 전원이 자동으로 꺼지도록 하고, 고온인 제3영역 즉 5~8정도의 범위인 경우에는 2시간 만에 전원이 자동으로 꺼지도록 한다. 이를 청구범위에서는 m영역 해당시에, n시간만 가열이 되도록 하는 것으로 나타내는데, 범위의 분할이나, 가열시간의 선택은 조건에 따라, 설정에 따라 자유롭게 선택할 수 있을 것이다. 가동시간은 저온 설정일수록 길게 설정될 수 있으며, 고온 설정일수록 짧게 설정되도록 하여 과열을 방지하도록 하며, 이를 통해 화재를 예방할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 가열전류가 다양한 패턴으로 출력되는 상태를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 출력패턴설정부(36)는 (a)와 같이 높은 가열전류의 출력값인 경우에는, E1과 같이 빠른 시간 내에 출력을 줄이거나 OFF시키고, 보통 가열전류의 출력값인 경우에는, E2와 같이 중간 시간 후에 출력을 줄이거나 OFF시키며, E3과 같이 낮은 가열전류의 출력값인 경우에는 보다 긴 시간동안 가열하도록 대응 패턴을 설정하여 가열하게 된다.

또한 (b)와 같이, 높은 출력으로 설정되어 있는 경우, 일정 시간 경과 후 출력값을 낮춰서 계속 가열할 수도 있고, 경우에 따라서는 시간 경과에 따라 단계적으로 낮출 수도 있을 것이다. 이를 통해 과열을 방지하고, 화재를 예방하는 안전장치의 기능을 하게 된다. 만약 일정 시간 경과 후 설정 대응값보다 출력값을 낮춘 경우, 사용자가 스위치를 약간이라도 다시 회전시키면, 원 설정 대응값으로 복귀시켜 해당 출력값으로 출력되도록 한다. 예컨대, 사용자가 원하는 온도로 가열되지도 않았는데, 가열 온도가 낮아지면, 사용자는 로터리스위치를 회전시켜 다시 높은 온도로 계속 가열되도록 할 수 있을 것이다.

한편, (c)와 같이, 보통이나 낮은 출력으로 조절입력부에서 입력신호가 있는 경우에도, 초기 일정 시간동안 높은 출력으로 가열전류를 가하도록 패턴을 설정하여, 초기에 급가열을 통해 신속히 따뜻한 온도로 상승시킨 후, 일정 시간이 경과하면, 보통 수준의 보온 가열만 하도록 함으로써, 사용자기 일일이 스위치를 조작하지 않아도 되도록 할 수 있다. 또한 이는 후술할 발열선의 나일론써미스터를 건조시키기 위한 제어 패턴으로 사용되기도 한다.

도 6은 본 발명의 로터리스위치의 조절에 따른 입력신호를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 통상은 (a)의 A1에서 시작되는 그래프와 같이, 사용자가 0부터 로터리스위치를 돌려 입력신호를 생성하게 되고, 회전 각도에 따라 높은 전압 신호값이 비례하여 출력될 것이다.

경우에 따라서는 A2와 같이 전원을 ON시킬 때부터 측 초기부터 로터리스위치가 유효한 선정 전압값 신호를 출력하고 있을 수도 있다. 이러한 로터리스위치의 조절이나, 상태에 따라 조절입력부(20)로부터 발생되는 입력신호를 출력패턴의 설정 방법으로 사용할 수 있으며, 이는 선택신호감지부(34)에서 인식하고 이에 해당하는 가열전류 출력패턴을 로드하여, 출력패턴설정부(36)에서 대응되는 출력 가열전류 흐르게 한다.

또한 (b)와 같이, 사용자가 로터리스위치를 회전시키다가, B와 같이 잠시동안 회전을 멈추고 있다가, 다시 회전함으로써, 선택신호감지부(34)에서 특정 명령신호로 인식하게 할 수도 있고, (c)와 같이 사용자가 로터리스위치를 돌렸다가 감았다가 반복하여, C1-C2, C3-C4와 같은 펄스가 발생되면 그 펄스 수를 선택신호감지부(34)에서 인식하도록 할 수도 있다. 또한 (d)와 같이 사용자가 펄스를 발생시키되, 펄스폭 즉, D1과 같이 낮은 폭과 D2와 같이 높은 폭의 조합 등을 통해 선택신호를 발생시킬 수도 있다.

이러한 사용자의 스위치 제어에 따라, 선택신호감지부(34)는 선택신호를 인식하여 이에 해당하는 가열전류 출력패턴을 로드하는데, 출력패턴설정부(36)는 입력신호수신부(32)의 입력값 범위에 따라 가열전류 시간을 한정하는 패턴을 적용하거나, 또는 일정 시간 경과 후에는 가열전류가 저감되도록 하는 패턴을 적용하거나, 또는 초기 일정 시간 동안에는 설정 값보다 고온으로 가열시키다가 일정 시간 경과 후에는 원상태로 복구시키는 패턴을 적용할 수도 있다.

통상 사용자가 조작하는 가변저항기, 로터리스위치 등의 회전 노브는 300도 정도 변화를 하는데, 0도 각도의 위치를 온도 0도, 300도 각도의 위치를 온도 60도로 정의했다면, 소비자는 30도를 얻으려면 150도 각도 위치로 돌려야 한다. 그러나 일반적인 사용자는 75도 각도 정도 돌렸을 때 적당한 온도로 출력되는 것을 선호하고, 그 이상 돌리면 전기료가 많이 소모될 것이라는 착시 현상 때문에, 각도를 75도 정도만 돌리더라도, 온도 30도의 출력이 나올 수 있도록, 가열 대응 온도, 가열전류의 패턴을 변화시킬 필요가 있다.

예를 들어, 초기 신호값이 이미 어느 범위에 있거나. 또는 사용자가 로터리 스위치를 돌리다가 멈췄다가 돌리거나, 또는 회전을 좌우 반복하는 행위가 있는 경우, 선택신호감지부(34)에서 이를 출력 패턴의 선택을 위한 선택신호로 인식할 수 있게 된다.

즉, 사용자가 노브를 움직여, 가변저항에 따른 신호전압값이 2.15V로 10초 이상 유지 또는 5V인 상태로 10초 이상 계속 유지하는 식의 펄스폭 조건을 만들어 주면 이를 마이컴이 읽어들여, 이 값에 따라 예약된 프로그램을 실행시키게 된다.

처음부터 기 설정된 패턴 또는 상기와 같은 선택신호에 의해 선택될 수 있는 패턴은 다음과 같다. 도 8은 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 출력 가열전류의 최소 최대값 영역이 변화된 상태를 나타내는 도면인데, 원래 (a)와 같이 노브를 최대 수치인 8까지 회전시켜야 100%의 기 설정 출력을 하는 패턴을, (b)와 같이 변경하여, 4를 넘어서면 100%의 출력이 되도록 패턴을 선택할 수도 있다.

보통 사용자는 고온으로 설정하는 경우, 전력소모가 크다고 생각하여 이를 꺼리는 경향이 있으며, 통상 4~5 정도의 중간 범위로 가열하는 현상이 있다. 따라서 선택에 따른 특정 패턴이 로드되면, 4~5정도부터 최대 출력이 되도록 하고, 1부터 가파르게 출력값이 증가되도록 하여, 사용자의 착각에 따른 사용 습관에 맞춰 적절히 가열이 가능하도록 할 수 있을 것이다.

또한 반대로, 사용자가 최대치의 조작을 하더라도, 가열전류, 온도설정은 감소된 상태로 적용되도록 패턴을 정할 수도 있다.

또한, 가변저항값에 따른 입력신호의 전압값이 초기 1V 이상이라면, 조작 가능한 최대온도값을 50도로 동작시키고, 초기 1V 미만에서는 최대온도값을 25~75도로 조절할 수 있도록 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 로터리스위치의 조절에 따른 입력신호를 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 통상 (a)와 같이 로터리 스위치의 각도를 100%까지 회전시켜야 최대의 전압값이 입력신호로 출력되는데, 이를 (b)와 같이 50% 회전에 이미 최대 전압값이 입력신호로 출력되며, 계속적으로 F와 같이 최대치가 되도록 할 수 있을 것이다. 또한 (c)와 같이 초기값부터 초기 가열이 높게 되도록 대응 패턴을 설정하여, G와 같이 최전 시작점에 이미 어느 정도의 가열을 위한 전압값이 정해지도록 할 수 있을 것이다.

또한 입력신호의 최대값에 대응하는 가열전류의 출력값을 감소시켜, 최대로 입력을 하였지만, 가열전류의 출력은 감소되도록 할 수 있을 것이다.

이외에도 설정값보다 더 가열시키거나, 또는 덜 가열시킬 수도 있으며, 최대값을 낮출 수도 있을 것이다. 또한 시간의 경과에 따라 단계적으로 가열출력을 감소시킬 수도 있을 것이다.

또한 일정 시간동안 계속적으로 최대의 입력신호가 있는 경우에, 시간이 경과하면, 출력값을 자동으로 낮추거나 또는 출력을 OFF시킬 수도 있다.

또한 온도를 감지하고, 일정 시간이 지났는데도, 입력신호에 대응되는 설정 온도값까지 온도가 상승되지 않는 경우에는, 합선 등의 문제가 있는 것으로 판단하여, 출력을 낮추도록 할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 출력패턴설정부에 의해 가열전류의 출력이 제어되어 온도가 단계적으로 하락하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 측정된 온도에 따라 단계적으로 온도가 떨어지도록 대응되는 출력 가열전류를 저감시키도록 할 수 있다.

한편, 발열선(200)에 사용되는 나일론써미스터(230)는 절연계수 변화가 적은 나일론 12가 주로 사용되는데, 나일론 12는 가격이 비싸, 전열선의 가격을 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 값비싼 나일론 12 대신, 값이 저렴한 나일론 6이나 나일론 66을 사용하려고 하는 연구가 진행되고 있는데, 나일론 6 또는, 나일론 66은 수분흡수율이 높아, 초기 절연계수가 낮으며, 이에 따라 초기 임피던스 값이 나일론 12보다 낮다. 그리고 일정 시간이 지난 후, 발열에 의하여 나일론 6 또는 나일론 66에 있는 수분이 증발됨에 따라, 절연계수가 나일론 12만큼 높아지게 되어 임피던스 값이 나일론 12와 비슷해지게 된다.

한편, 온도검출회로 동작시에, 제1선(220)의 온도가 낮아지면, 나일론써미터(230)의 임피던스가 높아지게 되고, 온도신호전압이 기준전압보다 높아지게 되며, 이에 따라 구동신호가 출력되어 제1선(220)이 다시 가열되도록 구성된다.

그런데 나일론 6 또는 나일론 66은, 수분이 모두 증발되기 전까지는, 절연계수가 낮아, 측정되는 임피던스값이 낮게 측정되므로, 현재 제1선(220)의 온도가 낮다 하더라도, 수분이 함유된 나일론써미스터에 의한 온도신호전압이 기준전압보다 낮게 측정되어, 제1선(220)의 온도 조절이 되지 않게 되는 문제점이 있다.

값이 저렴한 나일론 6, 66 계열을 나일론써미스터로 사용하면서도, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 사용자가 설정한 온도값과 상관 없이, 초기에 보다 높은 고온의 가열을 함으로써, 나일론의 수분을 증발시키고 절연계수를 높이는 동작이 필요하다.

따라서 출력패턴설정부(36)는 초기에는 도 7의 그래프와 같이 고온으로 가열되도록 대응 패턴을 설정하여 가열전류를 출력하도록 하고, 수분이 증발될 정도의 시간이 경과하면 일시에 또는 단계적으로 온도가 떨어지도록 가열 패턴을 설정함으로써, 발열선의 제조 원가를 낮추면서도, 성능에 이상이 없도록 할 수 있을 것이다.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 온도조절기
10 : 가변저항기, 로터리스위치 20 : 조절입력부
30 : 제어부 40 : 온도감지부
50 : 가열부

Claims (21)

1. 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부; 및
   상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 및
   조절신호의 값을 임의의 범위 단위로 정의하고, 상기 범위 단위로 서로 다른 가열전류 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 범위에 대응하는 가열전류 출력 패턴에 따라 가열부로 가열전류를 출력하도록 제어하는 출력패턴설정부를 구비하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도 조절 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조절입력부는:
   회전에 따라 출력되는 신호를 조절할 수 있는 가변저항기 또는 로터리스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열전류 출력 패턴은:
   일정시간 동안만 상기 가열부로 상기 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 가열전류 출력을 중지하는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 일정시간 동안 출력되는 상기 가열전류가 높은 온도를 유지하기 위한 전압값이 높은 전류값을 가지는 가열전류인 경우, 상기 가열전류 출력 패턴의 상기 일정시간은 상대적으로 짧게 형성되고
   상기 가열전류가 낮은 전류값을 가지는 가열전류인 경우, 상기 일정시간은 상대적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열전류 출력 패턴은:
   일정시간 동안은 상기 조절신호의 값에 대응하는 출력값을 가지는 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 상기 출력값을 낮추어 출력하는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 출력패턴설정부에서 상기 가열전류의 출력을 저감시킨 상태에서,
   상기 조절입력부에서 변화된 조절신호가 상기 입력신호수신부를 통해 수신되면,
   상기 출력패턴설정부는 상기 저감된 가열전류의 출력을 저감 전 원래의 출력으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
8. 제 1 항에 있어서
   상기 가열전류 출력 패턴은:
   일정시간 동안, 상기 조절신호의 값에 따라 기 설정된 가열전류의 출력보다 증대시켜 출력하는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
9. 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 신호를 제공하는 조절입력부; 및
   상기 조절입력부로부터 입력받은 신호에 따라 가열전류를 출력 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되고,
   상기 제어부에 의해 제어된 가열전류에 의해 가열부를 가열하되,
   상기 제어부는:
   상기 조절입력부로부터 입력되는 신호를 수신하는 입력신호수신부; 및
   상기 입력신호수신부에서 수신된 신호에 따라 결정되는 가열전류를 출력하도록 제어하는 출력패턴설정부;를 포함하며,
   상기 제어부는 선택신호감지부를 더 포함하여 구성되고,
   상기 선택신호감지부는 설정된 시간동안 상기 조절입력부로부터 입력되는 신호를 감지하고,
   상기 출력패턴설정부는 상기 선택신호감지부에서 감지된 신호를 전달받아, 상기 감지 신호에 해당하는 출력 제어 방식을 결정하여, 상기 입력신호수신부의 신호에 따라 상기 결정된 출력 제어 방식으로 가열전류를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택신호감지부는:
    상기 조절입력부로부터 초기 신호값의 범위를 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택신호감지부는:
    상기 조절입력부로부터 초기 신호값, 또는 일정 시간 유지되는 일정 신호값, 또는 신호 변동폭, 또는 신호 변동횟수 중 어느 하나 이상 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 선택신호감지부에서 감지한 결과에 따라,
    상기 출력패턴설정부는:
    상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안만 출력되어 가열하고, 출력을 중단하도록 제어하거나,
    상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하도록 하거나,
    상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하는 것 중 어느 하나 이상으로 출력 제어하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 선택신호감지부에서 감지한 결과에 따라,
    상기 출력패턴설정부는:
    상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 가열전류의 대응 출력값을 기 설정된 값과 다르게 변화시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 대응 가열전류의 출력값을 기 설정된 값보다 일정 비율 증가시키거나, 또는 일정 비율 감소시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 가열전류의 최대 출력값에 대응하는 상기 입력신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 입력신호의 최소값에 대응하는 상기 가열전류의 최소 출력값을 증가시키거나, 또는
    상기 입력신호의 최대값에 대응하는 상기 가열전류의 출력값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
17. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    온도감지부를 더 포함하여 구성되고,
    일정 가열시간이 경과한 후에 상기 온도감지부에서 측정된 온도가 기준 값에 이르지 않은 경우,
    상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 출력패턴설정부는 상기 출력 가열전류를 시간이 경과할 수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
19. 제 6 항에 있어서,
    상기 일정시간 후에는 상기 출력값을 낮추어 출력하되, 상기 출력 가열전류를 시간이 일정시간 단위로 경과할 수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
20. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호가 최대값이고, 일정 시간이 경과하도록 상기 입력신호가 계속적으로 최대값인 경우에,
    상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하거나 출력을 하지 않는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
    
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는 나일론 써미스터를 포함하여 구성되고,
    상기 출력패턴설정부는 상기 조절입력부로부터의 입력신호와 상관없이, 일정시간 동안 가열전류를 출력하여 상기 나일론 써미스터를 가열함으로써, 가열부에 포함된 수분을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.

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