KR101309387B1 - System for controlling temperature of heating-wire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발열선 제조 과정에서 나일론 서미스터에 흡수된 수분을 증발시킨 후, 피복하도록 하여, 값이 저렴한 나일론 6 또는 나일론 66을 나일론 서미스터로 사용할 수 있도록 하는 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 전열선의 온도 조절이 가능하도록 하는 것으로, 제 1 전열선이 발열되는 기준점 즉, 기준전압을 낮게 생성함으로써, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선의 온도 조절이 가능해지도록 하는 발열선의 온도제어시스템 및 방법에 관한 것이다.According to the present invention, a method of manufacturing a heating wire and a method of manufacturing the heating wire which make it possible to use nylon 6 or nylon 66 which is inexpensive as a nylon thermistor by coating and evaporating moisture absorbed in the nylon thermistor during the heating wire manufacturing process It relates to a heating wire. In addition, the present invention is to enable the temperature control of the heating wire in the state that all the moisture absorbed by nylon 6 or nylon 66 is not evaporated, by generating a reference point, that is, the reference voltage is low heat generated by the first heating wire, nylon 6 Or it relates to a temperature control system and method of the heating wire to enable the temperature control of the first heating wire in the state that all the moisture absorbed in nylon 66 is not evaporated.
Description
본 발명은 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선 및 발열선의 온도제어시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열선 제조에 있어서, 수분 흡수가 많은 나일론 6 또는 나일론 66을 나일론 서미스터로 사용하도록 하는 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선 및 발열선의 온도제어시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a heating wire and a heating control line and a temperature control system and method of the heating wire manufactured by the manufacturing method, and more particularly, in the production of heating wire, nylon 6 or nylon 66 having a high moisture absorption as a nylon thermistor A method of manufacturing a heating wire to be used, and a heating control wire and a temperature control system and method of the heating wire manufactured by the manufacturing method.
오늘날 난방시설은 매우 다양하여, 연탄, 난로, 풍로, 단독 주택의 개별보일러 등의 직화 방식에서, 아파트와 같은 공동주택의 중앙 집중난방시설, 전기 매트 등의 간접가열방식으로 그 영역이 확대되었다. 특히 다변화된 난방기구 중 전기를 동력으로 사용하는 전기 매트의 출현은 우리의 난방문화를 한층 더 편리하게 하였다. 이러한 전기 매트는 통상 내부에 발열선을 구비하고 있으며, 발열선에 의하여 전기에너지가 열에너지로 변환되어, 보온기능을 발휘하게 된다.
Today, the heating system is very diverse, and the area has been expanded from direct fires such as briquettes, stoves, stoves, and individual boilers in single-family homes, to indirect heating such as central heating in apartments such as apartments, and electric mats. In particular, the emergence of electric mats that use electricity as power among diversified heating appliances has made our heating culture more convenient. Such an electric mat is usually provided with a heating wire therein, the electrical energy is converted into thermal energy by the heating wire, thereby exhibiting a thermal insulation function.
도 1은 전기 매트에 구비되는 종래 발열선을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 발열선은 그 중심에 심실(110)이 위치되고, 심실(110)의 주위에는 제 1 전열선(112)이 나선형으로 권취되어 있다. 심실(110)에 감긴 제 1 전열선(112)은 발열 기능을 한다. 그리고 심실(110)과 제 1 전열선(112)의 외측에는 심실(110)과 제 1 전열선(112)을 감싸도록 제 1 피복(114)이 구비된다. 그리고 제 1 피복(114)의 외측으로는 제 2 전열선(116)이 권취된다. 제 2 전열선(116)은 제 1 전열선(112)으로 입력된 전류가 유턴되어 반대로 나오는 경로이므로, 제 1 전열선(112)과 제 2 전열선(116)의 전류 흐름 방향이 반대가 되어, 유도 자기장을 차폐하는 기능을 한다. 제 2 전열선(116)의 외측에는 합성수지로 형성되는 제 2 피복(118)을 씌운다. 제 2 피복(118)은 제 2 전열선(116)의 사이사이로 누설되는 전기장을 차폐하는 기능을 한다.1 is a view showing a conventional heating wire provided in the electric mat. Referring to FIG. 1, in a conventional heating wire, a
여기서 제 1 피복(114)은 NTC(negative temperature coefficient) 서미스터(Thermistor) 즉, 온도의 상승에 따라 저항이 감소하는 재질을 사용하는데, 주로 나일론 재질의 나일론 써미스터를 사용한다. 온도검출회로 동작시에 나일론이 온도에 민감하게 반응하여, 저항값이 변하므로, 제 1 전열선(112)이 국부적으로 과열된다 하더라도 과열부위에 위치된 나일론에 영향을 미치게 되며, 나일론 써미스터의 임피던스 변화에 의해 제 2 전열선(116)을 흐르는 전류의 변화를 감지하고, 전류 변화에 따라 온도를 제어하게 된다.
Here, the
도 2는 종래 발열선의 온도조절기의 실제 작동 파형을 도시한 도면이다.2 is a view showing the actual operating waveform of the temperature controller of the conventional heating line.
도면을 참조하면, 종래 발열선의 온도조절기는 교류전원의 음(-)의 반주기 동안 가열동작을 수행하고, 다음 양(+)의 반주기 동안 제 1 피복(114)인 NTC 써미스터에 의해 발열선의 온도를 측정한다. 발열선의 제 1 피복(114)은 NTC 서미스터가 사용되므로, 제 1 전열선(112) 및 제 2 전열선(116)이 교류전원의 음(-)의 반주기 동안 가열되면 제 1 피복(114)의 임피던스가 낮아진다. 따라서 교류전원이 양(+)의 위상을 가지는 다음 반주기 동안에는 낮아진 임피던스를 갖는 NTC 써미스터(114)에 걸리는 온도신호전압이 낮아진다. 따라서, 온도조절기는 온도신호전압이 기준전압보다 낮아진 경우 구동신호를 출력하지 않고, 가열은 중단된다. 그리고 제 1 전열선(112)의 가열이 중단되어, 제 1 전열선(112)의 온도가 낮아지면, 제 1 피복(114)의 임피던스가 높아지면서, 온도신호전압이 기준전압보다 높아지게 된다. 이때, 온도조절기는 다시 구동신호를 출력하여 제 1 전열선(112) 및 제 2 전열선(116)을 다시 가열시킨다. Referring to the drawings, the temperature controller of the conventional heating wire performs the heating operation during the negative half cycle of the AC power source, and the temperature of the heating wire is controlled by the NTC thermistor which is the first covering 114 for the next positive half cycle. Measure Since the NTC thermistor is used as the
한편, 종래 발열선의 제 1 피복(114)으로는 나일론 12 계열의 NTC 써미스터가 주로 사용되어 왔다. 나일론 12 계열의 NTC 써미스터는 수분흡수를 하지 않아 절연 계수가 적은 장점을 가진다. 그러나 나일론 12는 가격이 비싸, 전열선의 가격을 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 값비싼 나일론 12 대신, 값이 저렴한 나일론 6이나 나일론 66 계열의 NTC 써미스터를 제 1 피복(114)으로 사용하려고 하는 연구가 진행되고 있다.
On the other hand, the NTC thermistor of the
도 3은 나일론 6 또는 나일론 66의 건조에 의한 수분 함유량의 변화에 따른 전압 변화를 시간 대 전압 그래프로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 나일론 6 또는, 나일론 66은 수분흡수율이 높아, 초기 절연계수가 낮으며, 이에 따라 초기 임피던스 값이 나일론 12보다 낮다. 그리고 일정 시간이 지난 후, 제 1 전열선(112) 및 제 2 전열선(116)의 발열에 의하여 시간이 지남에 따라 나일론 6 또는 나일론 66에 있는 수분이 증발되고, 수분이 증발됨에 따라, 절연계수가 나일론 12만큼 높아지게 되어 임피던스 값이 나일론 12와 비슷해지게 된다. 3 is a graph showing a voltage change with a change in moisture content by drying of nylon 6 or nylon 66 in a time versus voltage graph. Referring to the drawings, nylon 6 or nylon 66 has a high water absorption rate, the initial insulation coefficient is low, and thus the initial impedance value is lower than
한편, 온도검출회로 동작시에, 제 1 전열선(112)의 온도가 낮아지면, 제 1 피복(114)의 임피던스가 높아지게 되고, 온도신호전압이 기준전압보다 높아지게 되며, 이에 따라 구동신호가 출력되어 제 1 전열선(112)이 다시 가열되도록 구성된다. On the other hand, when the temperature of the
그런데 나일론 6 또는 나일론 66은, 수분이 모두 증발되기 전까지는, 절연계수가 낮고, 이에 따라 임피던스값이 낮아지므로, 측정 전압이 낮아진다. 그런데 이 낮아진 측정 전압은 가열을 개시하기 위한 기준전압보다 낮게 측정된다. 온도 측정 전압이 기준전압보다 낮은 경우 온도조절기는 구동신호를 출력하지 않으므로 발열동작을 수행하지 않는다. By the way, nylon 6 or nylon 66 has a low insulation coefficient until all of the moisture evaporates, thereby lowering the impedance value, thereby lowering the measured voltage. However, this lowered measured voltage is measured lower than the reference voltage for starting heating. If the temperature measurement voltage is lower than the reference voltage, the temperature controller does not output the drive signal and thus does not perform the heating operation.
이처럼 나일론 12 대신 나일론 6 또는 나일론 66 계열의 NTC 써미스터를 사용하여 발열선을 구성하는 경우, 나일론 6 또는 나일론 66의 NTC 써미스터의 수분 흡수성이 높아 발열 동작 시 측정된 온도 신호 전압이 기준전압보다 낮아 가열동작을 수행하지 않는 문제점이 있었다.
When a heating wire is constructed by using nylon 6 or nylon 66 series NTC thermistors instead of
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 발열선의 제 2 전열선에 제 2 피복 처리를 하기 전에, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분을 증발시켜서, 나일론 6 또는 나일론 66의 임피던스 값이 해당 온도신호전압에 따라 일정하게 측정되도록 하는 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선을 제공하도록 하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems of the prior art is to evaporate the moisture absorbed in nylon 6 or nylon 66 before the second coating treatment on the second heating wire of the heating wire, the impedance of nylon 6 or nylon 66 It is to provide a method for manufacturing a heating wire and a heating wire manufactured by the manufacturing method so that the value is constantly measured according to the temperature signal voltage.
또한, 본 발명의 다른 목적은 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 증발되는 시간에 따라, 제 1 전열선이 발열되는 기준점이 변동되도록 하여, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선 및 제 2 전열선을 발열시키고, 제 1 및 제 2 전열선의 발열에 의해 NTC 써미스터의 수분을 증가시켜 별도의 NTC 써미스터 건조 없이도, 지속적으로 가열동작을 시키면서도 간단하게 NTC 써미스터의 수분을 증발시켜 정상동작하도록 하는 발열선의 온도제어시스템 및 방법을 제공하도록 하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention is to change the reference point at which the first heating wire is heated according to the time that the moisture absorbed in nylon 6 or nylon 66 is evaporated, so that all of the moisture absorbed in nylon 6 or nylon 66 is not evaporated. In this state, the first heating wire and the second heating wire are heated, and the moisture of the NTC thermistor is increased by the heating of the first and second heating wires, so that the moisture of the NTC thermistor can be simply heated without continuing to dry the NTC thermistor. It is to provide a temperature control system and method of a heating wire to evaporate to normal operation.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 심실과, 심실에 권선되는 제 1 전열선과, 상기 제 1 전열선을 감싸는 나일론 재질의 나일론 서미스터와, 상기 나일론 서미스터의 외측에 권선되는 제 2 전열선을 포함하는 발열선의 제조방법에 있어서, 상기 심실에 상기 제 1 전열선이 권선되는 제 1 권선 단계; 상기 제 1 전열선 외측에 나일론 서미스터가 감싸지는 제 1 피복 단계; 상기 나일론 서미스터 외측에 제 2 전열선이 권선되어 열선이 제조되는 제 2 권선 단계; 상기 열선을 건조시켜서 상기 나일론 서미스터에 흡수된 수분을 증발시키는 건조 단계; 및 건조된 상기 열선 외측에 피복이 감싸지는 제 2 피복 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열선의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heating wire including a ventricle, a first heating wire wound on the ventricle, a nylon thermistor made of nylon surrounding the first heating wire, and a second heating wire wound on the outside of the nylon thermistor. A manufacturing method, comprising: a first winding step of winding the first heating wire around the ventricle; A first covering step of wrapping a nylon thermistor outside the first heating wire; A second winding step of winding a second heating wire outside the nylon thermistor to produce a heating wire; Drying the hot wire to evaporate moisture absorbed in the nylon thermistor; And a second coating step in which the coating is wrapped around the dried outside of the heating wire.
또한, 상기 건조 단계는, 열풍 건조에 의하여 상기 나일론 서미스터에 흡수된 수분을 증발시키는 것을 특징으로 하는 발열선의 제조방법을 제공한다.In addition, the drying step, provides a method for producing a heating wire, characterized in that to evaporate the moisture absorbed in the nylon thermistor by hot air drying.
또한, 상기 나일론 서미스터는 나일론 6 또는 나일론 66 재질을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열선의 제조방법을 제공한다.In addition, the nylon thermistor provides a method for producing a heating wire, characterized in that comprising a nylon 6 or nylon 66 material.
또한, 본 발명은 상기 발열선의 제조방법으로 제조된 발열선을 제공한다.In addition, the present invention provides a heating wire manufactured by the method of manufacturing the heating wire.
또한, 본 발명은 제 1 전열선과, 상기 제 1 전열선을 감싸는 나일론 재질의 NTC 써미스터와, 상기 NTC 써미스터의 외측에 권취되는 제 2 전열선을 포함하는 발열선의 온도를 제어하는 온도제어시스템에 있어서, 상기 제 1 전열선과 상기 제 2 전열선의 온도에 따른 상기 NTC 써미스터의 저항값에 의한 온도신호전압을 검출하는 온도 검출부; 상기 온도 검출부에서 검출된 온도신호 전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 구동신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 출력하는 구동신호에 의하여, 상기 제 1 전열선 측으로 가열전류를 출력하는 전원부를 포함하고, 상기 제어부는: 상기 기준전압을 출력하는 기준전압 발생부; 상기 기준전압 발생부에서 출력된 상기 기준전압과 상기 온도신호전압을 비교하여, 상기 온도신호전압이 상기 기준전압보다 높을 경우, 상기 구동신호를 출력하는 비교 검출부; 상기 NTC 써미스터에 흡수된 수분이 증발된 이후, 설정되는 온도에 따라, 제 1 전열선이 발열되는 기준이 되도록 미리 지정된 임계값이 저장되는 제 1 저장부; 및 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도신호전압보다 낮은 기준값이 저장되는 제 2 저장부를 포함하며, 상기 기준전압 발생부는, 상기 기준값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 기준값을 상기 기준전압으로 출력하고, 상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 임계값을 상기 기준전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어시스템을 제공한다.The present invention also provides a temperature control system for controlling a temperature of a heating wire including a first heating wire, an NTC thermistor made of nylon surrounding the first heating wire, and a second heating wire wound outside the NTC thermistor. A temperature detector detecting a temperature signal voltage according to a resistance value of the NTC thermistor according to the temperature of the first heating wire and the second heating wire; A controller for outputting a driving signal by comparing the temperature signal voltage detected by the temperature detector with a preset reference voltage; And a power supply unit for outputting a heating current to the first heating wire side according to a driving signal output from the control unit, wherein the control unit comprises: a reference voltage generator for outputting the reference voltage; A comparison detector for comparing the reference voltage output from the reference voltage generator with the temperature signal voltage and outputting the driving signal when the temperature signal voltage is higher than the reference voltage; A first storage unit configured to store a predetermined threshold value according to a set temperature after the moisture absorbed by the NTC thermistor is evaporated, so that the first heating wire becomes a reference for generating heat; And a second storage unit configured to store a reference value lower than a temperature signal voltage detected by the temperature detector, wherein the reference voltage generator outputs the reference value as the reference voltage when the reference value is less than the threshold value, and stores the reference value. When the threshold value is equal to or greater than the threshold value, the threshold value is output as the reference voltage.
또한, 상기 전원부의 교류전원의 음의 반주기에 의한 가열전류가 상기 제 2 전열선에서 상기 제 1 전열선으로 흐르도록 연결되는 제어 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어시스템을 제공한다The present invention also provides a temperature control system for a heating wire including a control rectifier connected to allow a heating current by a negative half cycle of the AC power of the power supply to flow from the second heating wire to the first heating wire.
또한, 상기 NTC 써미스터는 나일론 6 또는 나일론 66 재질을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어시스템을 제공한다In addition, the NTC thermistor provides a temperature control system of the heating wire, characterized in that comprises a nylon 6 or nylon 66 material.
또한, 본 발명은 제 1 전열선과, 상기 제 1 전열선을 감싸는 나일론 6 또는 나일론 66 재질의 NTC 써미스터와, 상기 NTC 써미스터의 외측에 권취되는 제 2 전열선을 포함하는 발열선의 온도를 제어하는 온도제어방법에 있어서, 상기 제 1 전열선에서 출력되는 온도신호전압을 온도 검출부에서 검출하는 온도 신호 검출단계; 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도신호전압이 기준값으로 저장되는 초기값 저장 단계; 제어부에서 상기 기준값과, 상기 NTC 써미스터에 흡수된 수분이 증발된 이후, 설정되는 온도에 따라 제 1 전열선이 발열되는 기준이 되도록 미리 지정된 임계값을 비교하여 기준전압을 생성하는 기준전압 생성 단계; 상기 제어부에서 상기 온도 검출부에서 검출된 상기 온도신호 전압과, 상기 기준전압을 비교하여, 상기 온도신호전압이 상기 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 구동신호 출력 단계; 및 상기 제어부에서 출력하는 구동신호에 의하여, 전원부에서 상기 제 1 전열선 측으로 가열전류를 출력하는 가열전류 출력 단계를 포함하고, 상기 기준전압 생성 단계는, 상기 기준값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 기준값을 상기 기준전압으로 출력하고, 상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 임계값을 상기 기준전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어방법을 제공한다The present invention also provides a temperature control method for controlling a temperature of a heating wire including a first heating wire, an NTC thermistor made of nylon 6 or nylon 66 surrounding the first heating wire, and a second heating wire wound around the NTC thermistor. A temperature signal detecting step of detecting a temperature signal voltage output from the first heating wire by a temperature detector; An initial value storing step of storing the temperature signal voltage detected by the temperature detector as a reference value; Generating a reference voltage by comparing a reference value with a predetermined threshold value after the evaporation of moisture absorbed by the NTC thermistor from the control unit to be a reference for generating a first heating wire according to a set temperature; A driving signal output step of comparing the temperature signal voltage detected by the temperature detection unit with the reference voltage in the control unit and outputting a driving signal when the temperature signal voltage is higher than the reference voltage; And a heating current output step of outputting a heating current from the power supply unit to the first heating wire side according to a driving signal output from the control unit, wherein the reference voltage generating step includes generating the reference value when the reference value is less than the threshold value. And outputs the threshold value as the reference voltage when the reference voltage is output and the reference value is greater than or equal to the threshold value.
또한, 상기 가열전류 출력 단계는, 상기 구동신호에 의하여, 상기 전원부와 연결된 상기 제 2 전열선에서 상기 제 1 전열선 측으로 상기 가열전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어방법을 제공한다The heating current outputting step may provide a temperature control method of a heating line, wherein the heating current flows from the second heating wire connected to the power source to the first heating wire side by the driving signal.
또한, 상기 가열전류 출력 단계는, 상기 구동신호에 의하여, 상기 전원부와 연결된 상기 제 1 전열선에서 상기 전원부 측으로 가열전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어방법을 제공한다.
In addition, the heating current output step, by the drive signal, a heating current flows from the first heating wire connected to the power supply to the power supply side provides a temperature control method of a heating wire.
본 발명에 따른 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선은 수분 흡수가 많은 나일론 6 또는 나일론 66을 나일론 서미스터로 사용하되, 제조 공정에서 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분을 모두 증발시킴으로써, 나일론 6 또는 나일론 66의 임피던스 값이 해당 온도신호전압에 따라 일정하게 측정되도록 하는 효과가 있다.Method for producing a heating wire according to the invention and the heating wire produced by the manufacturing method using nylon 6 or nylon 66 with a lot of water absorption as a nylon thermistor, by evaporating all the water absorbed in nylon 6 or nylon 66 in the manufacturing process , Nylon 6 or nylon 66 has an effect that the impedance value is constantly measured according to the temperature signal voltage.
또한, 본 발명에 따른 발열선의 온도제어시스템 및 방법은 나일론 6 또는, 나일론 66으로 구성되는 NTC 써미스터가 수분을 흡수하고 있어, 검출되는 온도신호전압이 낮게 측정된다 하더라도, 제 1 전열선이 발열되는 기준전압을 낮게 생성함으로써, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선의 온도 조절이 가능해지는 효과가 있다.
In addition, the temperature control system and method of the heating wire according to the present invention, even if the NTC thermistor composed of nylon 6 or nylon 66 absorbs moisture, so that even if the detected temperature signal voltage is measured to be low, By generating a low voltage, there is an effect that temperature control of the first heating wire can be performed in a state where all of the moisture absorbed in nylon 6 or nylon 66 is not evaporated.
도 1은 전기 매트에 구비되는 종래 발열선을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 발열선의 온도조절기의 실제 작동 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 나일론 6 또는 나일론 66의 전류 변화에 따른 임피던스값을 그래프로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발열선의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발열선의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선 온도제어시스템의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템의 가열 회로부의 회로도를 나타내 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 발열선의 온도제어시스템의 가열 회로부의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템의 제어부에서 기준값과 임계값을 비교하여 기준전압을 생성하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 순서도이다.1 is a view showing a conventional heating wire provided in the electric mat.
2 is a view showing the actual operating waveform of the temperature controller of the conventional heating line.
3 is a graph showing the impedance value according to the current change of nylon 6 or nylon 66.
4 is a schematic diagram schematically showing a method of manufacturing a heating wire according to a first preferred embodiment of the present invention.
5 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a heating wire according to a first embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a heating line temperature control system according to a second preferred embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a heating circuit unit of a temperature control system of a heating line according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit diagram of a heating circuit unit of the temperature control system of the heating line shown in FIG. 7.
9 is a view illustrating a process of generating a reference voltage by comparing a reference value and a threshold value in a control unit of a temperature control system of a heating line according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling a temperature of a heating line according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 발열선을 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a heating wire and a heating wire manufactured by the manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in more detail.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발열선의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.4 is a schematic diagram showing a manufacturing method of a heating wire according to a first preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is a flow chart schematically showing a manufacturing method of a heating wire according to a second preferred embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 발열선(10)의 제조방법은 길이방향으로 길게 형성되는 심실(11) 외주를 따라 제 1 전열선(12)이 권선되고(S1), 심실(11) 및 제 1 전열선(12)의 외측을 따라 나일론 재질의 나일론 서미스터(14)가 감싸진다(S2). 여기서 상기 나일론 서미스터(14)는 나일론 12에 비하여 값이 저렴한 나일론 6 또는 나일론 66 재질로 구성된다. 그리고 상기 나일론 서미스터(14) 외측에 제 2 전열선(16)이 권선되어 열선으로 제조된다(S4). 그 후, 상기 열선이 열풍 건조기(19)에 투입되며, 열풍 건조기(19)에서는 열풍을 발생시켜 상기 열선의 나일론 서미스터(14)에 흡수된 수분을 증발시키게 된다(S6). 그리고 상기 열선의 제 2 전열선(16) 외측에 PVC 등의 합성수지 재질의 피복(18)이 감싸져서 발열선이 완성된다(S8).4 and 5, in the manufacturing method of the
이처럼 본 발명은 발열선(10)의 제조에 있어서, 수분 흡수가 많은 나일론 6 또는 나일론 66을 나일론 서미스터(14)로 사용하되, 제조 공정에서 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분을 증발시키도록 함으로써, 제 1 전열선(12)의 온도가 높아지거나 낮아질 때, 나일론 6 또는 나일론 66의 임피던스 값이 수분에 영향을 받지 않고 해당 온도신호전압에 따라 일정하게 측정되며, 이에 따라, 발열선의 온도 조절에 별다른 어려움이 발생되지 않게 되는 정점이 있다.
As described above, the present invention uses nylon 6 or nylon 66 having a lot of water absorption as the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템 및 방법을 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the temperature control system and method of the heating wire according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선 온도제어시스템의 블록 구성도를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템의 가열 회로부의 회로도를 나타내 도면이며, 도 8은 도 7에 도시한 발열선의 온도제어시스템의 가열 회로부의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.6 is a block diagram of a heating element temperature control system according to a second preferred embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram of a heating circuit part of a heating element temperature control system according to a preferred embodiment of the present invention. 8 is an equivalent circuit diagram of a heating circuit part of the temperature control system of the heating line shown in FIG. 7.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템은 가열 회로부(60) 및 제어부(40)를 포함한다. 가열 회로부(60)는 전원을 공급하는 전원부(2), 가열부(5), 저항(25), 온도 검출부(30)를 포함한다.6 to 8, the temperature control system of the heating wire according to the second preferred embodiment of the present invention includes a
가열부(5)는 발열선(10') 및 제 1, 2 제어 정류부(20, 22)를 포함한다. 발열선(10')은 전기매트 등에 사용되는 것으로, 심실(11)과, 심실(11)의 외주연을 따라 권선되는 제 1 전열선(12)과, 제 1 전열선(12)을 감싸고 있으며 온도가 상승할수록 저항(25)값이 낮아지는 NTC 써미스터(14')와, NTC 써미스터(14')의 외주연을 따라 권선되는 제 2 전열선(16)과, 제 2 전열선(16)을 둘러싸는 절연 재질로 구성되는 피복(18)을 포함한다. 상기 제 2 전열선(16)은 전원부(2)에서 제 1 전열선(12)으로 입력된 전류가 유턴되어 반대로 나오는 경로이므로, 제 1 전열선(12)과 제 2 전열선(16)의 전류 흐름 방향이 반대가 되어, 유도 자기장을 차폐하는 기능을 갖는다. 상기 피복(18)은 전도성 합성수지로 구성되며, 제 2 전열선(16)의 사이사이로 누설되는 전기장을 차폐하는 기능을 갖는다.The
그리고 NTC 써미스터(14')는 값 비싼 종래 나일론 12 대신 값이 저렴한 나일론 6이나 나일론 66 계열을 사용하는 것이 바람직하다. 그런데 알려진 바와 같이, 나일론 6 또는, 나일론 66은 수분흡수율이 높다. 따라서 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되기 전까지는, NTC 써미스터(14')의 절연계수가 낮아 NTC 써미스터(14')의 임피던스는 낮아진다. 이에 따라 본 발명은 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 증발되도록 시간에 따라, 제 1 전열선(12)이 발열되는 기준점 즉, 기준전압이 변동되도록 하여, 나일론 6 또는 나일론 66 계열의 NTC 써미스터(14')에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선(12)의 온도 조절이 가능해지도록 구성된다. 이는 하기에서 다시 설명하기로 한다.In addition, NTC thermistor 14 'is preferable to use a low-cost nylon 6 or nylon 66 series instead of expensive
제 1 제어 정류부(20)는 후술하는 저항(25)과 병렬로 연결되며, 제어부(40)의 구동신호에 의해 온(On) 되어, 교류전원의 음(-)의 반주기에서 전원부(2)와 연결된 제 1 전열선(12)의 일단(C)으로부터 전원부(2) 측으로 가열전류가 흐르도록 구성된다. 그리고 제 1 제어 정류부(20)는 교류전원의 양(+)의 반주기에서 전원부(2)에서 바로 제 1 전열선(12)으로 전류가 흐르는 것을 차단하여 저항(25) 및 제 1 전열선(12)을 통해 전류가 흐르도록 한다. 이러한 제 1 제어 정류부(20)는 전력제어용 실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier, SCR) 등으로 구성될 수 있다.The
제 2 제어 정류부(22)는 제 1 전열선(12)과 제 2 전열선(16) 사이에 위치되며, 제어부(40)의 구동신호에 의해 온(On) 되어, 교류전원의 음(-)의 반주기에 의한 가열전류가 제 2 전열선(16)의 일단(D)에서 타단(D'')을 지나, 제 1 전열선(12)의 타단(C'')으로 흐르도록 연결된다. 그리고 제 2 제어 정류부(22)는 교류전원의 양(+)의 반주기에서 제 1 전열선(12)를 통해 바로 제 2 전열선(16)으로 전류가 흐르는 것을 차단하여 제 1 전열선(12), NTC 써미스터(14') 및 제 2 전열선(16)을 통해 전류가 흐르도록 한다. 이러한 제 2 제어 정류부(22)는 다이오드 등으로 구성될 수 있다.The
저항(25)은 일단은 제 1 전열선(12)의 일단에 제 1 제어 정류부(20)와 병렬로 연결되고, 타단은 전원부(2)에 연결된다. One end of the
온도 검출부(30)는 도 5와 같이, 저항(25)과 제 1 전열선(12) 및 제 2 전열선(16)의 온도에 의해 변하는 NTC 써미스터(14')의 임피던스에 의해 분배된 전압을 온도신호전압으로 검출하며, 검출된 온도신호전압은 비교 검출부(42) 및 기준전압 발생부(44)로 출력한다.As illustrated in FIG. 5, the
제어부(40)는 온도 검출부(30)에서 출력된 온도신호전압이 기준전압 보다 크면 구동신호를 출력하는 것으로, 제 1, 2 저장부(45, 46), 기준전압 발생부(44) 및 비교 검출부(42)를 포함한다.The
제 1 저장부(45)는 NTC 써미스터(14')에 흡수된 수분이 모두 증발된 이후, 설정되는 온도에 따라, 제 1 전열선(12)이 발열되는 기준이 되도록 미리 지정된 임계값이 저장된다. 그리고 제 2 저장부(46)는 후술하는 기준전압 발생부(44)에서 전송하는 온도신호전압보다 낮은 기준값이 저장된다.After all of the moisture absorbed by the NTC thermistor 14 'is evaporated, the
기준전압 발생부(44)는 온도 검출부(30)에서 출력하는 온도신호전압을 기준으로 하여, 그보다 낮은 전압을 갖는 기준값을 생성하고, 생성한 기준값은 제 2 저장부(46)에 저장시킨다. 또한 기준전압 발생부(44)는 기준전압을 발생 및 출력하는 것으로, 제 2 저장부(46)에 저장된 기준값이 제 1 저장부(45)에 저장된 임계값 미만인 경우, 상기 기준값을 기준전압으로 출력하고, 상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 임계값을 기준전압으로 출력한다. 여기서 상기 기준값이 상기 임계값 미만인 경우는 NTC 써미스터(14')에 수분이 남아 있는 상태이므로, NTC 써미스터(14')의 절연계수가 낮아 온도신호전압이 낮게 측정된다. 이에 따라 기준전압 발생부(44)에서 기준전압을 온도신호전압보다 낮은 기준값으로 제어하여 출력하는 것이다. 반대로, 상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우는 NTC 써미스터(14')에 수분이 남아 있지 않은 상태이므로, 온도신호전압은 정상적으로 측정된다. 이에 따라 기준전압 발생부(44)에서 기준전압을 임계값으로 제어하여 출력하는 것이다.The
비교 검출부(42)는 기준전압 발생부(44)에서 출력된 기준전압과 온도 검출부(30)에서 검출하는 온도신호전압을 비교하여, 온도신호전압이 기준전압보다 높을 경우, 구동신호를 출력한다.
The
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어시스템의 제어부에서 기준값과 임계값을 비교하여 기준전압을 생성하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.9 is a view illustrating a process of generating a reference voltage by comparing a reference value and a threshold value in a control unit of a temperature control system of a heating line according to a second embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 제어부(40)의 제 1 저장부(45)는 NTC 써미스터(14')에 흡수된 수분이 모두 증발된 이후, 제 1 전열선(12)이 발열되는 기준이 되도록 미리 지정된 임계값이 저장되어 있다. 그리고 온도 검출부(30)에서 검출되는 온도신호전압보다 낮도록 제어된 기준값은 제 2 저장부(46)에 저장되어 있다.Referring to the drawings, the
그리고 제어부(40)의 기준전압 발생부(44)는 상기 기준값이 임계값을 초과하는지 유무에 따라 기준전압을 생성한다. 예를 들어 기준값이 임계값 미만인 경우(기준값1, 기준값2)는, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 상대적으로 많아 초기 절연계수가 낮은 경우이며, 이에 따라, 기준전압은 임계값이 아니라, 기준값1, 기준값2가 된다. 그리고 기준값이 임계값 이상인 경우(기준값3)는, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발된 경우이며, 이에 따라, 기준전압은 임계값이 된다.The
이처럼 본 발명은 기준값이 임계값을 초과하는지 여부에 따라, 기준전압을 가변적으로 제어하므로, 나일론 6 또는, 나일론 66으로 구성되는 NTC 써미스터가 수분을 흡수하고 있어, 검출되는 온도신호전압이 낮게 측정된다 하더라도, 제 1 전열선이 발열되는 기준전압을 낮게 생성함으로써, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선의 온도 조절이 가능해지는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, the reference voltage is variably controlled depending on whether the reference value exceeds the threshold value, so that the NTC thermistor made of nylon 6 or nylon 66 absorbs moisture, so that the detected temperature signal voltage is low. Even if the first heating wire generates a low reference voltage that generates heat, it is possible to control the temperature of the first heating wire while all of the moisture absorbed by the nylon 6 or nylon 66 is not evaporated.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a temperature control method of a heating wire according to a second preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 순서도이다.FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling a temperature of a heating line according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 발열선의 온도제어방법은 전원부(2)에서 전원이 온(On) 된 후(S10), 양(+)의 위상을 가진 전원이 가열부(5)로 인가되면 저항(25)에 의하여 제어된 전압이 제 1 전열선(12)과 제 2 전열선(16) 사이의 NTC 써미스터(14')에 가해진다. NTC 써미스터(14') 양단의 전위는 온도 검출부(30)로 출력되며, 온도 검출부(30)는 이를 온도신호전압으로 검출하여, 제어부(40)의 비교 검출부(42) 및 기준전압 발생부(44)로 출력한다(S12). 기준전압 발생부(44)는 상기 온도신호전압보다 낮은 값을 기준값으로 생성하고, 생성된 기준값을 2 저장부(46)에 저장시킨다(S14). 이어서 기준전압 발생부(44)는 제 2 저장부(46)에 저장된 기준값이 제 1 저장부(45)에 저장된 임계값을 비교하여(S16), 상기 기준값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 기준값을 기준전압으로 생성하고(S18), 생성한 기준전압을 비교 검출부(42)로 출력한다(S20). 만일, 상기 S16 단계에서, 상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 임계값을 기준전압으로 생성하고(S19), 생성한 기준전압을 비교 검출부(42)로 출력한다(S20). 비교 검출부(42)에서는 온도 검출부(30)에서 출력된 온도신호전압을 기준전압 발생부(44)에서 출력된 기준전압과 비교하여(S22), 온도신호전압이 기준전압을 초과하면 구동신호를 출력한다(S24). 그러면 제 1, 2 제어 정류부(20, 22)가 온(On) 되어, 음(-)의 위상을 가진 전원이 제 1 전열선(12)으로 흐르게 되어, 제 1 전열선(12)이 가열된다.Referring to the drawings, the temperature control method of the heating wire according to a second embodiment of the present invention, after the power is turned on (S10) in the power supply unit (S10), the power having a positive phase of the heating unit When applied to (5), the voltage controlled by the
이처럼 본 발명은 나일론 6 또는, 나일론 66으로 구성되는 NTC 써미스터(14')가 수분을 흡수하고 있어, 검출되는 온도신호전압이 낮게 측정된다 하더라도, 제 1 전열선(12)이 발열되는 기준점 즉, 기준전압을 낮게 생성함으로써, 나일론 6 또는 나일론 66에 흡수된 수분이 모두 증발되지 않은 상태에서, 제 1 전열선(12)의 온도 조절이 가능해지는 장점이 있다.
As described above, the present invention uses the NTC thermistor 14 'composed of nylon 6 or nylon 66 to absorb moisture, so that even if the detected temperature signal voltage is measured low, the reference point at which the
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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
2: 전원부 5: 가열부
10, 10': 발열선 11: 심실
12: 제 1 전열선 14, 14': 나일론 서미스터
16: 제 2 전열선 18: 피복
19: 열풍 건조기 20 : 제 1 제어 정류부
22: 제 2 제어 정류부 25: 저항
30: 온도 검출부 40: 제어부
42: 비교 검출부 44: 기준전압 발생부
45: 제 1 저장부 46: 제 2 저장부2: power supply unit 5: heating unit
10, 10 ': heating wire 11: ventricle
12:
16: 2nd heating wire 18: cloth
19: hot air dryer 20: first control rectifier
22: second control rectifier 25: resistance
30: temperature detector 40: controller
42: comparison detector 44: reference voltage generator
45: first storage unit 46: second storage unit
Claims (10)
상기 제 1 전열선과 상기 제 2 전열선의 온도에 따른 상기 NTC 써미스터의 저항값에 의한 온도신호전압을 검출하는 온도 검출부;
상기 온도 검출부에서 검출된 온도신호 전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 구동신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부에서 출력하는 구동신호에 의하여, 상기 제 1 전열선 측으로 가열전류를 출력하는 전원부를 포함하고,
상기 제어부는:
상기 기준전압을 출력하는 기준전압 발생부;
상기 기준전압 발생부에서 출력된 상기 기준전압과 상기 온도신호전압을 비교하여, 상기 온도신호전압이 상기 기준전압보다 높을 경우, 상기 구동신호를 출력하는 비교 검출부;
상기 NTC 써미스터에 흡수된 수분이 증발된 이후, 설정되는 온도에 따라, 제 1 전열선이 발열되는 기준이 되도록 미리 지정된 임계값이 저장되는 제 1 저장부; 및
상기 온도 검출부에서 검출되는 온도신호전압보다 낮은 기준값이 저장되는 제 2 저장부를 포함하며,
상기 기준전압 발생부는,
상기 기준값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 기준값을 상기 기준전압으로 출력하고,
상기 기준값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 임계값을 상기 기준전압으로 출력하고,
상기 NTC 써미스터는 나일론 6 또는 나일론 66 재질을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어시스템.
A temperature control system for controlling a temperature of a heating wire including a first heating wire, a NTC thermistor made of nylon surrounding the first heating wire, and a second heating wire wound around the NTC thermistor.
A temperature detector detecting a temperature signal voltage according to a resistance value of the NTC thermistor according to the temperature of the first heating wire and the second heating wire;
A controller for outputting a driving signal by comparing the temperature signal voltage detected by the temperature detector with a preset reference voltage; And
A power supply unit for outputting a heating current to the first heating wire side according to a driving signal output from the controller,
The control unit includes:
A reference voltage generator for outputting the reference voltage;
A comparison detector for comparing the reference voltage output from the reference voltage generator with the temperature signal voltage and outputting the driving signal when the temperature signal voltage is higher than the reference voltage;
A first storage unit configured to store a predetermined threshold value according to a set temperature after the moisture absorbed by the NTC thermistor is evaporated, so that the first heating wire becomes a reference for generating heat; And
A second storage unit for storing a reference value lower than a temperature signal voltage detected by the temperature detector;
The reference voltage generator,
If the reference value is less than the threshold value, output the reference value to the reference voltage,
Outputting the threshold value as the reference voltage when the reference value is greater than or equal to the threshold value,
The NTC thermistor is a heating wire temperature control system, characterized in that it comprises a nylon 6 or nylon 66 material.
상기 전원부의 교류전원의 음의 반주기에 의한 가열전류가 상기 제 2 전열선에서 상기 제 1 전열선으로 흐르도록 연결되는 제어 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 온도제어시스템.The method of claim 1,
And a control rectifier connected to the heating current by the negative half-cycle of the AC power supply of the power supply unit to flow from the second heating wire to the first heating wire.
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