KR101990905B1

KR101990905B1 - 발열회로의 온도를 제어하는 발열 구조체 및 그에 따른 발열회로의 온도 제어 방법

Info

Publication number: KR101990905B1
Application number: KR1020170084863A
Authority: KR
Inventors: 김상운
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2019-06-19
Also published as: KR20190004529A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열장치는 제1 기준 온도 내지 제 2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로, 상기 발열회로로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열부 및 상기 발열회로와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 상기 방열부의 일면에 부착되어 형성되며, 현재의 온도가 기 설정된 온도 보다 초과할 경우 상기 발열회로의 열을 외부로 방출시키도록 상기 방열부와 상기 발열회로를 접촉시키는 접촉부를 포함할 수 있다.

Description

발열회로의 온도를 제어하는 발열 구조체 및 그에 따른 발열회로의 온도 제어 방법 {Heating structure controlling temperature of the heating circuit and method for controlling temperature the same}

본 실시예가 속하는 기술 분야는 발열 구조체에 관한 것이고, 보다 상세하게는 바이메탈 구조를 이용한 허용 온도 구간이 선정되어 있는 방산 부품 및 야외 사용 제품에 이용되는 발열 구조체 및 그에 따른 온도 제어 방법에 관한 것이다.

종래에 발열제품의 냉각을 위해 일반적으로 이용되는 것은 냉각장치로서 예를 들어, Fan, TEC(Thermal Electric Cooler), 전원공급장치, 온도제어장치 등의 부가적인 장치를 이용하여 발열제품의 온도를 제어했다.

방열 팬(Fan)을 이용하여 발열제품의 온도를 제어하는 경우에는, 방열 팬의 구동을 위한 전원공급이 필요하기에 전원보드를 구비해야 하고, 이와 같은 방열 팬을 이용하여 온도를 제어하기 위해서는 온도 구간을 설정 시 제어 보드 및 프로그램을 이용하여 구동을 위한 제어가 요구되었다. 이와 같이 발열 제품의 온도를 제어하기 위해서 방열 팬을 지속적으로 사용하게 되면 소음이나 진동이 발생하게 되는 한계가 있다.

또한, TEC(Thermal Electric Cooler)를 이용한 온도제어의 경우, 역시 구동을 위한 전원보드와 제어보드 및 프로그램을 요구하고, TEC의 온도 포화를 방지하기 위한 고온 면의 방열 시스템이 추가로 필요하며, 발열제품의 온도를 제어하는 효율이 통상 20% 이하의 수준에 그친다. 예를 들어, 발열제품의 온도를 20 ℃ 낮추기 위해서는 약 100 ℃ 냉각에 필요한 열량이 소요된다.

또한, 방열을 위해 종래에 일반적으로 이용되는 열전도 재질(TIM, Thermal Interface Material)은 Thermal Pad, Thermal grease, Thermal compound 등이 사용되어 왔으나, 이는 체결되는 구조에 사용될 수 있고, 이하에서 설명하는 본 발명과 같은 바이메탈 구조에서는 융통성 있는 열 전도가 불가한 한계가 있다.

즉, 상기와 같은 종래에 일반적으로 이용되던 냉각장치(Fan, TEC 등), 전원공급장치, 온도제어장치와 같은 부가 장치를 구비하게 되면, 시스템 설계 수준이상으로 소비전력이 발생하여 전체 시스템 설계가 필요 이상으로 커질 수 있는 문제점이 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 온도를 제어하는 발열 구조체 및 발열회로의 온도 제어 방법은 전자부품 없이 기계적인 메커니즘으로 온도영역을 유지할 수 있는 구조를 이용하여 발열회로의 온도를 제어하는 장치 및 방법을 제공한다.

한국 등록 특허 제10-1460397호 (등록)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 발열 구조체 및 발열회로의 온도 제어 방법은 발열회로의 초기 온도 상승이 빨라 발열회로가 이용되는 부품의 허용 가능 온도에 신속하게 도달할 수 있고, 발열장치가 설계된 온도 수준이상으로 상승하게 되는 경우, 방열부(방열판)의 접촉에 의해 온도를 하강할 수 있게 하여 온도를 용이하게 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 발열 구조체 및 발열회로의 온도 제어 방법은 별도의 전자부품 없이 기계적인 메커니즘(mechanism)으로 온도 영역을 유지하도록 하여 온도 제어가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체는 제1 기준 온도 내지 제 2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로, 상기 발열회로로부터 발생되는 열을 외부로 선택적으로 방출시키는 방열부 및 상기 발열회로와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 상기 방열부의 일면에 부착되어 형성되며, 상기 발열회로의 현재 온도가 제3 기준 온도를 초과하는 경우 상기 발열회로의 열을 외부로 방출시키도록 상기 방열부와 상기 발열회로를 접촉시키는 접촉부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 비접촉된 제1 상태에서 상기 발열회로와 접촉되는 제2 상태로 전환함에 따라 발열회로의 온도를 상승시키는 구간과 하강시키는 구간을 반복적으로 발생시켜 상기 발열회로의 온도를 제어할 수 있다.

또한, 상기 접촉부는 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도에 따라 상기 발열회로와 접촉 또는 비접촉할 수 있고, 상기 제3 기준 온도와 제4 기준 온도에 따른 범위는 상기 제1 기준 온도와 제2 기준 온도에 따른 범위에 포함될 수 있다.

또한, 상기 접촉부는 높은 인장 강도, 낮은 중량 및 열팽창율을 갖는 탄소섬유일 수 있다.

또한, 상기 방열부 및 상기 접촉부와 인접하는 열전도 부재, 열 가소성을 갖는 제1 부재 및 상기 열전도 부재 및 상기 제1 부재를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 열전도 부재는 구리이고, 상기 제1 부재는 폴리프로필렌(Polypropylene)일 수 있다.

또한, 상기 제 1기준 온도는 -15도 내지 -5도 범위 내 온도이고, 상기 제2 기준 온도는 75도 내지 80도 범위 내의 온도일 수 있다.

또한, 상기 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위 내에서 상기 발열회로의 온도 증가율이 가속화되어 상승하는 구간, 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도 범위 내에서 온도가 하강하는 구간 및 상기 제3 기준 온도 내지 상기 제4 기준 온도 범위 내에서 온도가 상승하는 구간이 반복적으로 발생되어 상기 발열체의 온도를 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열회로의 온도를 제어하는 방법은, 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로, 상기 발열회로로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열부 및 상기 발열회로와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 상기 방열부의 일면에 부착되어 형성되며, 방열부와 상기 발열회로를 접촉시키는 접촉부를 포함하는 발열장치가 온도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 비접촉된 제1 상태에서 상기 발열회로의 온도가 기 설정된 온도까지 가속화하여 상승하는 단계, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 접촉되는 제2 상태로 전환함에 따라 상기 발열회로의 온도가 하강하는 단계 및 기 설정된 온도에 도달한 경우, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 비접촉하여 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환하는 단계 이후, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 접촉과 비접촉 동작을 반복적으로 수행함에 따라 상기 발열회로의 온도를 상승시키는 구간과 하강시키는 구간을 반복적으로 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 접촉부는 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도에 따라 상기 발열회로와 접촉 또는 비접촉하고, 상기 제3 기준 온도와 제4 기준 온도에 따른 범위는 상기 제1 기준 온도와 제2 기준 온도에 따른 범위에 포함될 수 있다.

본 발명의 발열회로의 온도를 제어하는 발열 구조체 및 발열회로의 온도 제어 방법은, 무기 등 가혹한 환경조건을 필요로 하는 제품의 경우, 방열팬을 이용한 온도제어나 TEC(Thermo Electric Cooler)를 이용한 온도제어를 적용하지 않고도 빠른 응답 및 원하는 온도조건 제어가 가능한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 방열부 및 접촉부가 발열회로로부터의 열 발생에 따라 휨 현상이 발생하여 발열회로와 접촉하게 되는 현상을 도시한 도면이다.
도3은 접촉부가 발열회로와 접촉 및 비접촉함에 따라 형성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열회로의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체의 온도 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될

수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체를 개략적으로 도시한 도면이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 온도를 제어하는 발열 구조체(100)는 발열회로(110), 방열부(121), 접촉부(122)를 포함할 수 있다.

이 때, 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열 구조체(100)는 열전도 부재(123), 제1 부재(124) 및 지지부(125)를 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 발열회로(110)는 제1 기준 온도 내지 제2 기준온도의 범위를 갖는 허용 온도 범위 내에서 동작할 수 있다. 여기서, 상기 제1 기준 온도는 -20도 이고, 상기 제2 기준 온도는 80도 일 수 있다. 즉, 본 발명의 발열회로(110)는 -20도 내지 80도의 허용 온도 범위를 갖는 발열제품일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방열부(121)는 발열회로(110)로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 부분이며, 단위면적당 방열 효율이 향상되도록 복수개의 판이 배열된 형태로 구성될 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따른 방열부(121)는 도면에 따로 도시하지는 않았으나, 금속판 및 방열핀으로 구성될 수 있으며, 금속판의 일면은 열전도 부재(123)과 접촉하며, 타면은 다수의 방열핀이 결합될 수 있다. 여기서, 상기 금속판은 열전도 부재(123)와 접촉부(122)를 사이에 두고, 발열회로(110)와 접촉하여 상기 발열회로(110)의 열을 잘 전도시키기 위해 알루미늄, 구리 등의 열전도율이 높은 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 방열부(121)의 하단부를 형성하는 금속판의 일면은 발열회로(110)와의 접촉하는 경우, 접촉 면접이 넓어질 수 있도록 발열회로(110)의 형상에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 방열부(121)가 소정의 각도로 상기 발열회로(110)와 접촉하기 위하여 기울어질 때 접촉 면적이 넓어질 수 있도록 하부면의 일부가 기울어진 형태로 구현될 수 있다.

또한, 일 예에 따른 방열핀은 막대 형상을 가지며, 다수 개가 금속판의 타면에 결합될 수 있다. 방열핀은 공기가 소통될 수 있도록 인접한 방열핀과의 사이에 적절한 간격을 두고 금속 플레이트에 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 방열핀은 금속판과 마찬가지로 알루미늄이나 구리와 같이 열전도율이 높은 금속으로 제조될 수 있다. 그리고, 방열핀은 열전달을 원활하게 하기 위해 금속판과 동일한 금속으로 제조된 것을 채용할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 접촉부(122)는 발열회로(110)와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 방열부(121)의 일면에 부착되어 형성되며, 현재의 온도가 제3 기준 온도를 초과할 경우, 상기 발열회로(110)의 열을 외부로 방출시키도록 방열부(121)와 발열회로(110)를 접촉시킨다.

본 발명의 온도를 제어하는 발열 구조체(100)는 도1에 도시된 바와 같이, 바이메탈(bimetal)구조로 형성됨으로써, 두 가지의 열팽창 계수가 다른 부재가 인접하여 형성하여 온도 변화가 발생하는 경우 열팽창율이 낮은 부재 방향으로 휘는 현상이 발생되어, 소정의 간격으로 떨어져 위치하던 접촉부(122)가 휨현상이 발생함에 따라 발열회로(110)와 접촉하게 되는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 도1에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 온도를 제어하는 발열 구조체(100)는 상태 전환부(미도시)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 본 발명의 상태전환부는, 상기 발열회로(110)의 온도에 따라 상기 방열부(121) 및 접촉부(122)를 포함하는 발열 구조체(100)의 상부를 상/하 방향으로 이동할 수 있도록 상태를 전환시킴으로써 발열회로(110)와 접촉부(122)를 접촉 또는 비접촉하도록 제어 할 수 있다.

도2는 상술한 바와 같이, 방열부(121) 및 접촉부(122)가 발열회로(110)로부터의 열 발생에 따라 휨 현상이 발생하여, 접촉부(122)가 발열회로(110)로 접촉하게 되는 현상을 도시한 도면이고, 도3은 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉 및 비접촉함에 따라 형성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열회로(110)의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도2를 참고하면, 접촉부(122)가 발열회로(110)와 소정의 간격거리로 이격된 비접촉된 상태인 제1 상태에서 발열회로(110)의 현재 온도가 제3 기준 온도 이상 상승하는 경우, 접촉부(122)를 발열회로(110)와 접촉되는 제2 상태로 전환하여, 방열부(121)가 발열회로(110)로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키도록 한다.

보다 상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 접촉부(122)는 발열회로(110)의현재온도가 제3 기준 온도 이상 상승하는 경우 휨 동작을 통해 발열회로로부터 발생하는 열을 외부로 선택적으로 방출시켜 발열회로의 온도를 하강시키고, 이에 따라 발열회로(110)의 현재온도가 제4 기준 온도 이하로 하강하는 경우, 발열회로(110)와 접촉해 있던 접촉부(122)가 다시 원위치로 돌아오도록 비접촉 상태로 전환하게 되면서, 발열회로의 온도를 상승시키도록 한다. 여기서, 제3 기준 온도와 제4 기준 온도에 따른 범위는 제1 기준 온도와 제2 기준 온도에 따른 범위에 포함되고, 예컨대, 제3 기준 온도는 55도 내지 65도 범위 내 온도이고, 제4 기준 온도는 40도 내지 50도 범위 내의 온도일 수 있다.

이때, 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉 또는 비접촉하는 접촉여부에 따라 발열회로(110)가 갖는 온도변화를 설명하기 위해 도3을 참고하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 발열회로(110)는 도3에 도시된 바와 같이, 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위인 허용 온도 구간 내에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 발열회로(110)는 발열 제품에 이용되는 제품으로서, 방산 부품이나 야외에서 사용되는 제품일 수 있고, 상기 제1 기준 온도는 -20도이고, 상기 제2 기준 온도는 80도일 수 있다.

도3을 참고하면, 도3의 (A)는 방열부가 구비되지 않은 발열회로의 온도 변화를 나타낸 것이고, (C)는 방열부가 구비된 발열회로의 온도 변화를 나타낸 것이며, (B)는 본 발명의 발열 구조체(100)가 갖는 온도 변화를 나타낸 것으로서, 도1과 같은 구조를 갖는 본 발명의 발열 구조체(100)의 온도 변화를 예로서 나타낸 그래프이다.

(A)와 같이, 방열부가 구비되지 않은 발열회로의 경우 발열회로의 초기 온도가 허용온도 구간 외로 급상승하여 사용이 어려워진다. 또한, (C)와 같이 방열부가 발열회로와 직접적으로 맞닿는 구조로서 구비된 발열회로의 경우, 초기 온도 상승에 대한 시간이 다소 소요되어 제3 기준 온도 까지 상승시키는데 늦은 반응을 보이는 문제가 있다.

그러나, (B)와 같은 바이메탈 구조를 이용한 본 발명의 발열 구조체(100)의 경우, 발열회로(110)와 방열부(121)의 비접촉 상태로 인해 초기 온도 상승이 가속화되어 발열 회로 허용 온도 구간 내 기 설정된 온도까지 빠른 시간 내로 도달하게 되고, 상기 발열회로의 현재 온도가 제3 기준 온도까지 도달하면, 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉되는 제2 상태로 전환함에 따라, 발열회로(110)의 온도가 하강하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방열부(121) 및 접촉부(122)는 발열회로(110)의 온도변화에 따라 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉하거나 비접촉하여 발열회로가 동작 가능한 허용 온도 구간 내에서 온도가 상승되거나 하강되는 구간을 반복적으로 발생시킴으로써, 발열회로(110)의 온도를 제어할 수 있도록 한다.

일 실시예에 따른 본 발명의 접촉부(122)는 신축성이 있고, 열전도도가 높은 탄소섬유로 제작되어 원활한 열 전도를 할 수 있도록 구현될 수 있다. 일반적으로 이용되는 방열판의 경우에는 Thermal Pad, Thermal grease, Thermal compound 등이 사용되고 있으나, 본 발명과 같은 냉각구조물과 같은 구조에서는 접촉이 원활하게 일어날 수 없으므로 사용이 불가능 하다. 보다 상세하게는, Thermal pad의 경우 1 내지 3 mm 두께의 패드이지만, 신축성에 있어서 제한적이므로 전체 면적의 접촉이 용이하지 않지만, 탄소섬유의 경우 칫솔 형상과 유사하게 제작 가능하고 신축성이 뛰어나므로 발열회로의 전 면에 걸쳐 열전도가 원활하게 일어날 수 있을 뿐만 아니라, 열전도도도 Thermal pad에 비해 높기 때문에, 발열회로에 접촉하게 되면, 짧은 시간 안에 많은 열량을 방열부로 전달할 수 있도록 한다.

다시, 도1을 참고하면, 본 발명의 온도 제어가 가능한 발열 구조체(100)는 방열부(121) 및 접촉부(122)의 일면에 인접하도록 형성된 열전도 부재(123) 및 제1 부재(124)를 포함하여 구성된다. 여기서, 열전도 부재(123)는 구리로 제작될 수 있고, 열 가소성을 갖는 제1 부재(124)는 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 발열 구조체(100)는 상기 열전도 부재(123) 및 제1 부재(124)의 일측면에 형성되어 지지하는 지지부(125)를 더욱 포함할 수 있다. 이때, 또 다른 일 예에 따르면, 상기 열전도 부재(123) 및 제1 부재(124)는 방열부(121) 및 접촉부(122)의 사이에 위치하여 구현될 수 있다.

이하에서는, 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로(110), 발열회로(110)로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열부(121) 및 발열회로(110)와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 방열부(121)의 일면에 부착되어 형성되며, 방열부(121)와 발열회로(110)를 접촉시키는 접촉부(122)를 포함하는 발열장치(100)가 온도를 제어하는 방법을 도4를 참고하여 설명하고자 한다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 제어하는 발열장치의 온도 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 발열회로(110)의 동작으로 인해 발열회로(110)로부터 열이 발생한다(S40). 본 발명의 발열 구조체(100)는 발열회로(110)와 방열부(121)가 서로 떨어져 위치하기 때문에, 발열회로(110)가 초기 단계에 열을 발생하기 시작하면, 온도가 급격하게 증가하게 되므로, 발열회로(110)의 초기 온도 증가율이 가속화된다(S41).

다음으로, 발열회로(110)의 온도가 가속화함에 따라 발열회로의 현재 온도가 기 설정된 온도 범위 내 도달여부를 감지한다(S42). 보다 상세하게는, 제3 기준 온도를 초과하는지 여부를 감지한다. 발열회로(110)의 현재 온도가 기 설정된 온도에 도달하지 못한 경우, 다시 온도 가속화 상승에 따른 기 설정된 온도 범위 도달 여부를 감지하도록 한다. 만약, 발열회로(110)의 현재온도가 기 설정된 온도에 도달한 경우, 본 발명의 방열부(121)와 인접하여 형성된 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉되는 제2 상태로 전환하게 된다(S43).

상기 접촉부(122)가 발열회로(110)와 접촉함에 따라, 접촉부(122)의 상단부에 위치하는 방열부(121)가 발열회로(110)로부터 발생된 열을 외부로 방출시켜, 발열회로(110)의 현재 온도를 하강시킨다(S44).

발열회로(110)의 현재 온도가 일정 온도까지 하강하게 되면, 본 발명의 접촉부(122)는 다시 발열회로(110)와 비접촉 상태로 되돌아감으로써, 방열부(121) 및 접촉부(122)가 발열회로(110)로부터 이격된 위치로 돌아가는 제1 상태로 전환하게 된다(S45).

접촉부(122)가 발열회로(110)와 이격거리를 두고 위치로 돌아감에 따라 방열부(121)가 발열회로(110)와 비접촉하게 되어, 다시 발열회로(110)의 온도가 상승하게 된다(S46).

S46 단계가 완료되고 나면, 본 발명의 발열 구조체(100)는 발열회로(110)의 동작 종료 여부를 판단한다(S47). 일 예로, 발열회로(110)의 동작이 종료되지 않았다면, 상술한 바와 같이, 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도의 범위를 갖는 허용온도 구간 내에서, 제1 상태 및 제2 상태로 반복하여 전환함에 따라, 발열회로(110)의 온도가 상승하고 하강하는 동작이 반복하여 이루어질 수 있다.

또 다른 예로, 발열회로(110)의 동작이 종료됐다면, 온도를 제어하는 발열장치(100)의 동작도 종료하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 발열 구조체
110: 발열회로
121: 방열부
122: 접촉부
123: 열전도 부재
124: 제1 부재
125: 지지부

Claims

제1 기준 온도 내지 제 2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로;
상기 발열회로로부터 발생되는 열을 외부로 선택적으로 방출시키는 방열부;
상기 발열회로와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 상기 방열부의 일면에 형성되며, 상기 발열회로의 현재 온도가 제3 기준 온도를 초과하는 경우 상기 발열회로의 열을 외부로 방출시키도록 상기 방열부와 상기 발열회로를 접촉시키는 접촉부;
일단부가 상기 방열부의 일 측면에 인접하여 형성되며, 열 가소성을 갖는 소재로 마련되는 제1 부재;
상기 제1 부재의 하부면에 위치하고, 상기 방열부 및 상기 접촉부의 일 측면에 인접하여 형성되는 제1 부분 및 상기 발열회로의 일측면과 연결되는 제2 부분을 포함하는 열전도 부재; 및
상기 열전도 부재 및 상기 제1 부재의 타단부를 지지하는 지지부;를 포함하고,
상기 열전도 부재는 상기 지지부의 일측면에 인접하여 형성되며, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 제3 부분을 더 포함하며,
상기 접촉부는, 상기 발열회로와 접촉 또는 미접촉함에 따라 상기 제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위 내에서 상기 발열회로의 온도 증가율이 가속화되어 상승하는 구간, 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도 범위 내에서 온도가 하강하는 구간 및 상기 제3 기준 온도 내지 상기 제4 기준 온도 범위 내에서 온도가 상승하는 구간을 반복적으로 발생시키고,
상기 지지부는 상기 방열부 및 상기 접촉부가 상기 발열회로와 접촉 및 미접촉 동작과정을 반복함에 따라 상기 제1 부재 및 상기 열전도 부재에서 발생되는 탄성력을 지지하는 것을 특징으로 하는 발열 구조체.
삭제
제1항에 있어서,
상기 접촉부는 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도에 따라 상기 발열회로와 접촉 또는 비접촉하고,
상기 제3 기준 온도와 제4 기준 온도에 따른 범위는 상기 제1 기준 온도와 제2 기준 온도에 따른 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 발열 구조체.
제1항에 있어서,
상기 접촉부는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 온도를 제어하는 발열 구조체.
삭제
제1항에 있어서,
상기 열전도 부재는 구리이고, 상기 제1 부재는 폴리프로필렌(Polypropylene)인 것을 특징으로 하는 발열 구조체.
제1항에 있어서,
상기 제 1기준 온도는 -15도 내지 -5도 범위 내 온도이고, 상기 제2 기준 온도는 75도 내지 80도 범위 내의 온도인 것을 특징으로 하는 발열 구조체.
삭제
제1 기준 온도 내지 제2 기준 온도 범위에서 동작하는 발열회로, 상기 발열회로로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열부 및 상기 발열회로와 접촉 가능하도록 소정의 간격으로 이격된 위치에서 상기 방열부의 일면에 부착되어 형성되며, 상기 발열회로의 현재 온도가 제3 기준 온도를 초과하는 경우 상기 발열회로의 열을 외부로 배출시키도록 상기 방열부와 상기 발열회로를 접촉시키는 접촉부를 포함하는 발열 구조체가 온도를 제어하는 방법에 있어서,
상기 접촉부가 상기 발열회로와 비접촉된 제1 상태에서 상기 발열회로의 온도가 기 설정된 온도까지 가속화하여 상승하는 단계;
상기 접촉부가 상기 발열회로와 접촉되는 제2 상태로 전환함에 따라 상기 발열회로의 온도가 하강하는 단계; 및
기 설정된 온도에 도달한 경우, 상기 접촉부가 상기 발열회로와 비접촉하여 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환하는 단계;를 포함하되,
상기 발열 구조체는, 일단부가 상기 방열부의 일 측면에 인접하여 형성되며, 열 가소성을 갖는 소재로 마련되는 제1 부재; 상기 제1 부재의 하부면에 위치하고, 상기 방열부 및 상기 접촉부의 일 측면에 인접하여 형성되는 제1 부분 및 상기 발열회로의 일측면과 연결되는 제2 부분을 포함하는 열전도 부재; 및 상기 열전도 부재 및 상기 제1 부재의 타단부를 지지하는 지지부;를 포함하고, 상기 열전도 부재는 상기 지지부의 일측면에 인접하여 형성되며, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 제3 부분을 더 포함하며, 상기 지지부는 상기 방열부 및 상기 접촉부가 상기 발열회로와 접촉 및 미접촉 동작과정을 반복함에 따라 상기 제1 부재 및 상기 열전도 부재에서 발생되는 탄성력을 지지하는 것을 특징으로 하는 발열회로의 온도를 제어하는 방법.
삭제
제9항에 있어서,
상기 접촉부는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 발열회로의 온도를 제어하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 접촉부는 상기 제3 기준 온도 내지 제4 기준 온도에 따라 상기 발열회로와 접촉 또는 비접촉하고, 상기 제3 기준 온도와 제4 기준 온도에 따른 범위는 상기 제1 기준 온도와 제2 기준 온도에 따른 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 발열 회로의 온도를 제어하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 제 1기준 온도는 -15도 내지 -5도 범위 내 온도이고, 상기 제2 기준 온도는 75도 내지 80도 범위 내의 온도인 것을 특징으로 하는 발열회로의 온도를 제어하는 방법.