KR101602187B1 - 열전대선 모듈 - Google Patents

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Abstract

열전대선이 복수의 열전대에 연결되며 커넥터에 연결되는 단자와의 체결상태가 견고하게 유지되도록 한 본 발명에 따른 열전대선 모듈은 본체, 상기 본체에 지지되고 커넥터에 접속되는 제 1단자, 상기 본체에 지지되고 상기 커넥터에 접속되는 제 2단자, 상기 제 1단자에 체결되는 제 1체결나사, 상기 제 2단자에 체결되는 제 2체결나사, 상기 제 1체결나사에 의해 상기 제 1단자에 전기적으로 연결되며, 복수의 열전대의 일단부에 각각 연결되는 제 1열전대선 및 상기 제 2체결나사에 의해 상기 제 2단자에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 열전대의 타단부에 각각 연결되는 제 2열전대선을 포함하므로, 불필요한 열전대선의 소모량을 줄일 수 있으며, 열전대선의 절단, 연결 등에 소요되는 공정시간 및 인건비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

열전대선 모듈{THERMOCOUPLE WIRE MODULE}
본 발명은 열전대선 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항공기, 자동차 등의 제품에 사용되는 복합재료의 성형, 접합 등의 제조 공정 중에 제품의 온도를 계측하는 열전대를 설치하기 위한 열전대선 모듈에 관한 것이다.
복합 재료(composite materials)는 적어도 두 개 이상의 혼합되지 않은 성분들(immiscible components)이 결합되어 구성된다. 이러한 복합 재료는 다양한 성분들이 결합되어 분리되지 않으며, 강도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량성, 전기절연성 등이 향상되는 장점을 갖는다. 이러한 장점으로 인해 복합 재료는 현재 우주항공분야에 많이 사용되고 있으며, 자동차, 철도, 선박, 건설, 스포츠 용품, 에너지 분야 등에도 적용되어 산업 발전에 크게 기여하고 있다.
한편, 복합 재료를 이용한 제품은 오토클래브(autoclave) 챔버를 이용하는 오토클래브 기술에 의해 제조된다. 오토클래브 기술은 프리프레그(Prepreg)를 여러겹으로 원하는 형상의 몰드를 적층한 후에 진공을 유지하기 위해 진공백으로 제품전체를 포장하여 기체 가압부와는 차단하여 공정을 진행한다. 이후, 내부진공을 유지하면 내부에 있는 수지로부터 발생되는 휘발성분을 제거하고 여러겹의 프리프레그를 접합시에도 기포가 제거되어 치밀하게 접합된 제품을 얻을 수 있다.
이러한 오토클래브 기술은 등방향에서 압력을 가하는 방식을 사용하고 가벼운 소재를 사용하여 금형을 제작할 수 있으므로 복잡한 형상의 제품을 제작하는데 용이하다. 이러한 장점으로 오토클래브 기술은 항공기의 날개와 같은 부품 제작 성형에 많이 사용되는데, 항공기 부품 중에서도 높은 하중을 받는 1차 구조물보다는 비교적 작은 하중을 받으며 형태를 유지하는 역할을 해주는 2차 구조물의 제조에 적합하다.
한편, 복합 재료를 이용한 제품의 제조 중에 오토클래브 챔버 내부에 배치된 제품의 온도 등을 계측하기 위한 장치로, 열전대(Thermocouple)가 사용될 수 있다. 열전대는 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력을 이용한 온도센서로, 특성이 다른 두 종류의 도체의 양단을 접합해 폐회로를 만들고 한쪽 끝단에 온도차이를 주면 이 회로에 열기전력이 발생하며, 이 온도에 비례하여 기전력이 커지는데 이 기전력의 크기를 이용하여 온도를 측정하는 온도센서이다.
이러한 열전대는 오토클래브 챔버의 내부의 제품에 연결되고, 열전대에 연결된 열전대선은 커넥터의 형태로 마련되는 열전대선 모듈에 체결되며, 이 커넥터는 오토크래브 챔버의 내벽에 설치되는 다른 커넥터에 연결되어 최종적으로 계측기에 연결될 수 있다.
도 1은 종래의 열전대선 모듈의 열전대선 체결상태를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 열전대선 모듈은 커넥터에 연결되는 단자를 포함하며, 이 단자에는 체결나사(1, 2)가 체결된다. 열전대선(1a, 1b)은 체결나사(1, 2)에 의해 각 단자에 전기적으로 연결된다.
이때, 단일 단자에는 단일 열전대선(1a, 1b)만이 연결되어 있으며, 열전대선(1a, 2a)의 단부가 단자에 체결되는 체결나사(1, 2)에 위치한다. 따라서 열전대선(1a, 2a)이 길이방향으로 당겨지거나, 체결나사(1, 2)가 풀리게 되면 열전대선(1a, 1b)이 체결나사(1, 2)로부터 쉽게 풀려나올 수 있다.
이와 같이 열전대선(1a, 1b)이 체결나사(1, 2)로부터 쉽게 풀리면, 열전대(10)의 작동, 성능검사가 제대로 이루어지지 않으며, 계측결과의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
또한 종래와 같이 단일 단자에 단일 열전대선(1a, 1b)이 연결되도록 구성된다면, 수많은 열전대(10)가 필요한 경우, 열전대(10)의 수량에 비례하여 열전대선(1a, 1b)의 수량이 함께 늘어나게 되어 열전대선(1a, 1b)의 불필요한 소모량이 증가하고, 이에 따른 열전대선(1a, 1b)의 가공, 연결 등에 따른 공정의 추가 및 인력의 투입으로 인한 인건비가 함께 상승되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제2005-0056933호 (2005. 06. 16. 공개)
본 발명의 목적은 열전대선이 복수의 열전대에 연결되며 커넥터에 연결되는 단자와의 체결상태가 견고하게 유지되도록 한 열전대선 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 열전대선 모듈은 본체, 상기 본체에 지지되고 커넥터에 접속되는 제 1단자, 상기 본체에 지지되고 상기 커넥터에 접속되는 제 2단자, 상기 제 1단자에 체결되는 제 1체결나사, 상기 제 2단자에 체결되는 제 2체결나사, 상기 제 1체결나사에 의해 상기 제 1단자에 전기적으로 연결되며, 복수의 열전대의 일단부에 각각 연결되는 제 1열전대선 및 상기 제 2체결나사에 의해 상기 제 2단자에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 열전대의 타단부에 각각 연결되는 제 2열전대선을 포함할 수 있다.
상기 제 1열전대선은 양 끝단부가 상기 복수의 열전대의 일단부에 각각 연결되고 소정부가 상기 제 1체결나사에 감기며, 상기 제 2열전대선은 양 끝단부가 상기 복수의 열전대의 타단부에 각각 연결되고 소정부가 상기 제 1체결나사에 감길 수 있다.
상기 제 1열전대선과 상기 제 2열전대선의 수량에 비례하여 상기 복수의 열전대의 수량이 증가되도록 상기 제 1열전대선과 상기 제 2열전대선은 각각 복수로 마련될 수 있다.
상기 본체는 베이스와 상기 베이스로부터 탈착되는 커버를 포함하며, 상기 제 1체결나사와 상기 제 2체결나사는 상기 베이스와 상기 커버에 의해 형성되는 상기 본체의 내부 공간에 수용될 수 있다.
본 발명에 따른 열전대선 모듈은 불필요한 열전대선의 소모량을 줄일 수 있으며, 열전대선의 절단, 연결 등에 소요되는 공정시간 및 인건비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 열전대선 모듈은 열전대선이 체결나사(151, 152)로부터 이탈되어 발생될 수 있는 계측 오차, 계측 오류를 미연에 방지하고 장비의 성능, 작동을 안정적으로 유지하여 계측의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 열전대선 모듈의 열전대선 체결상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 열전대선 모듈을 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 실시예에 따른 열전재선 모듈을 나타낸 평면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 열전대선 모듈에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 열전대선 모듈을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 열전재선 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 열전대선 모듈은 본체(110), 제 1단자(131), 제 2단자(132), 제 1체결나사(151), 제 2체결나사(152), 제 1열전대선(171) 및 제 2열전대선(172)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 부도체로 마련될 수 있다. 본체(110)는 전도체로 마련되는 제 1단자(131)와 제 2단자(132), 또는 제 1체결나사(151) 및 제 2체결나사(152)가 서로 통전되는 것을 방지한다. 그리고 본체(110)는 사용자가 본 실시예에 따른 열전대선 모듈을 취급하기 용이하도록 손잡이의 역할을 한다.
본체(110)는 베이스(111)와, 베이스(111)의 일부를 개폐하는 커버(113)로 이루어질 수 있다. 커버(113)는 제 1체결나사(151)와 제 2체결나사(152)에 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)이 각각 체결된 이후에 제 1체결나사(151), 제 2체결나사(152), 제 1열전대선(171)의 체결부위, 제 2열전대선(172)의 체결부위가 본체(110)이 내부에 수용되어 외부로 노출되는 것을 방지한다.
제 1단자(131)와 제 2단자(132)는 전도체로 마련될 수 있다. 제 1단자(131)와 제 2단자(132)는 그 일단부가 본체(110)의 일측면으로부터 돌출되어 본체(110)의 외부에 노출된다. 이러한 제 1단자(131)와 제 2단자(132)는 도시되지 않은 커넥터에 연결된다.
이때 제 1단자(131)와 제 2단자(132)의 식별을 위해 제 1단자(131)와 제 2단자(132) 중 어느 하나에는 식별홈(132a)이 형성될 수 있다. 식별홈(132a)은 단자의 식별이 용이하게 할 뿐만 아니라, 커넥터(미도시)에 연결된 제 1단자(131)와 제 2단자(132)가 쉽게 이탈되지 않도록 할 수 있다. 물론 커넥터(미도시)에는 식별홈(132a)에 대응되는 위치에 설치되어 식별홈(132a)에 끼워져 해당 단자가 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재가 설치될 수 있다.
이러한 제 1단자(131)와 제 2단자(132)는 그 타단부가 본체(110)의 내부으로 연장될 수 있다. 본체(110)의 내부는 베이스(111)로부터 커버(113)를 분리했을 때, 개방되는 공간을 말한다. 이와 같이 본체(110) 내부로 연장된 제 1단자(131)와 제 2단자(132)의 타단부에는 제 1체결나사(151)와 제 2체결나사(152)의 체결을 위한 제 1체결홀(151a)과 제 2체결홀(151b)이 형성될 수 있다.
제 1체결나사(151)는 제 1체결홀(151a)에 체결되며, 제 2체결나사(152)는 제 2체결홀(151b)에 체결된다. 물론 제 1체결나사(151)와 제 2체결나사(152)는 제 1체결홀(151a)과 제 2체결홀(151b)에 각각 체결된 상태에서 제 1단자(131)와 제 1열전대선(171)이 통전되고, 제 2단자(132)와 제 2열전대선(172)이 통전될 수 있도록 전도체로 마련되는 것이 바람직하다.
제 1열전대선(171)의 일단부는 제 1열전대(11)의 일단부에 연결되며, 제 1열전대선(171)의 일단부는 제 2열전대(12)의 일단부에 연결될 수 있다. 그리고 제 2열전대선(172)의 일단부는 제 1열전대(11)의 타단부에 연결되며, 제 2열전대선(172)의 타단부는 제 2열전대(12)의 타단부에 연결될 수 있다.
제 1열전대선(171)은 소정 부위가 제 1체결나사(151)에 체결되며, 제 2열전대선(172)은 소정 부위가 제 2체결나사(152)에 체결될 수 있다.
이때 제 1체결나사(151)에 체결되는 제 1열전대선(171)의1 체결부위와 제 2체결나사(152)에 체결되는 제 2열전대선(172)의 체결부위는 나비형 꼬임(Butterfly twist) 방식으로 체결될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 열전대 모듈은 열전대(11, 12)의 수량에 따라 제 1열전대선(171)이 복수로 마련되고 복수의 제 1열전대선(171)이 제 1체결나사(151)에 각각 "J"자 형태로 체결되는 것(도 1 참조)이 아니라, 단일 제 1열전대선(171)의 체결부위가 제 1체결나사(151)의 외주면에 감긴 후, 제 1열전대선(171)의 일단부가 제 1열전대(11)의 일단부에 연결되고 제 1열전대선의 타단부가 제 2열전대(12)의 일단부에 연결될 수 있다.
이와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 열전대 모듈은 열전대(11, 12)의 수량에 따라 제 2열전대선(172)이 복수로 마련되고 복수의 제 2열전대선(172)이 제 2체결나사(152)에 각각 "J"자 형태로 체결되는 것(도 1 참조)이 아니라, 단일 제 2열전대선(172)의 체결부위가 제 1체결나사(151)의 외주면에 감긴 후, 제 2열전대선(172)의 일단부가 제 2열전대(12)의 타단부에 연결되고 제 2열전대선(172)의 타단부가 제 2열전대(12)의 타단부에 연결될 수 있다.
여기서, 제 1체결나사(151)에 체결되는 제 1열전대선(171)의1 체결부위와 제 2체결나사(152)에 체결되는 제 2열전대선(172)의 체결부위는 나비형 꼬임 방식으로 체결됨에 따라 제 1, 2체결나사(151, 152)와 열전대(11, 12)의 사이에는 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)의 교차될 수 있다. 하지만 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)은 각각 개별적으로 피복처리되고 제 1체결나사(151)와 제 2체결나사(152)에 체결되는 부위만 통전되도록 해당 부위의 피복만 벗겨서 사용하는 일반적인 전선의 형태로 이루어지는 것은 본 기술 분야에서 이미 널리 사용되는 기술이므로, 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)이 교차한다 하더라도 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)은 절연될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 열전대선 모듈은 복수의 열전대(11, 12)를 병렬 설치하기 위하여 제 1체결나사(151)와 제 2체결나사(152)에 연결되는 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)을 각각 복수로 마련하는 것이 아니라, 단일 제 1열전대선(171)과 단일 제 2열전대선(172)을 나비형 꼬임 방식으로 체결함으로써, 복수의 열전대(11, 12)에 단일 제 1열전대선(171)과 단일 제 2열전대선(172)이 각각 병렬 연결될 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 열전대선 모듈은 불필요한 열전대선(171, 172)의 소모량을 줄일 수 있으며, 열전대선(171, 172)의 절단, 연결 등에 소요되는 공정시간 및 인건비를 절감할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 열전대선 모듈은 열전대선(171, 172)의 단선 형태의 단부가 체결나사(151, 152)에 체결되는 체결부위에 위치하지 않고, 열전대선(171, 172)의 소정부가 체결나사(151, 152)에 감겨있는 상태를 유지하므로 체결나사(151, 152)에 견고하게 체결된 상태를 유지할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 열전대선 모듈은 열전대선(171, 172)이 체결나사(151, 152)로부터 이탈되어 발생될 수 있는 계측 오차, 계측 오류를 미연에 방지하고 장비의 성능, 작동을 안정적으로 유지하여 계측의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술된 설명에서는 열전대(11, 12)가 두 개로 마련되고, 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)은 각각 한 개로 마련되어 연결되는 실시예에 대하여 설명하고 있으나, 열전대(11, 12)의 수량은 제 1열전대선(171)과 제 2열전대선(172)의 수량에 비례하여 증가할 수 있을 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
11 : 제 1열전대 12 : 제 2열전대
110 : 본체 111 : 베이스
113 : 커버 131 : 제 1단자
132 : 제 2단자 132a : 식별홈
151 : 제 1체결나사 152 : 제 2체결나사
151a : 제 1체결홀 151b : 제 2체결홀
171 : 제 1열전대선 172 : 제 2열전대선

Claims (4)

  1. 본체;
    상기 본체에 지지되고 커넥터에 접속되는 제 1단자;
    상기 본체에 지지되고 상기 커넥터에 접속되는 제 2단자;
    상기 제 1단자에 체결되는 제 1체결나사;
    상기 제 2단자에 체결되는 제 2체결나사;
    상기 제 1체결나사에 의해 상기 제 1단자에 전기적으로 연결되며, 복수의 열전대의 일단부에 각각 연결되는 제 1열전대선;및
    상기 제 2체결나사에 의해 상기 제 2단자에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 열전대의 타단부에 각각 연결되는 제 2열전대선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전대선 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1열전대선은 양 끝단부가 상기 복수의 열전대의 일단부에 각각 연결되고 소정부가 상기 제 1체결나사에 감기며,
    상기 제 2열전대선은 양 끝단부가 상기 복수의 열전대의 타단부에 각각 연결되고 소정부가 상기 제 1체결나사에 감기는 것을 특징으로 하는 열전대선 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1열전대선과 상기 제 2열전대선의 수량에 비례하여 상기 복수의 열전대의 수량이 증가되도록 상기 제 1열전대선과 상기 제 2열전대선은 각각 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 열전대선 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 베이스와 상기 베이스로부터 탈착되는 커버를 포함하며,
    상기 제 1체결나사와 상기 제 2체결나사는 상기 베이스와 상기 커버에 의해 형성되는 상기 본체의 내부 공간에 수용되는 것을 특징으로 하는 열전대선 모듈.
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