KR102607801B1

KR102607801B1 - 전자파 발생을 방지하는 면상발열체 및 그 제어장치

Info

Publication number: KR102607801B1
Application number: KR1020230050020A
Authority: KR
Inventors: 이홍렬
Original assignee: 이홍렬
Priority date: 2023-04-17
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-11-29

Abstract

본 발명은 면상발열체를 이루는 원단에 연결되는 전원부로부터 인가되는 전원을 전열선으로 공급하도록 단자 역할을 하는 2 개의 도전선을 면상발열체에서 일정한 간격을 두고 구성하는 제1 단계; 상기 2 개의 도전선으로부터 공급되는 전원에 의해 면상발열체가 가열되도록 상기 2 개의 도전선 사이에 복수 개 전열선을 병렬로 구성하는 제2 단계; 및 상기 2 개의 도전선에서 발생하는 전자파를 제거하기 위해 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 전자파차단부를 구성하는 제3 단계;로 이루어지고, 상기 전자파차단부는 페라이트 재질로써, 폐회로 형태로 구성되어 자속이 외부로 방출되는 것이 차폐되도록 원형 또는 사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 면상발열체 제조방법이 개시된다. 본 발명은 상기 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 전자파차단부를 구성한 상태에서, 각 도전선의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐름에 따라 자기장이 상쇄되도록 2 개의 도전선에 인접하여 각기 다른 극성의 도전선을 구성한 제4 단계가 추가될 수 있다.

Description

전자파 발생을 방지하는 면상발열체 및 그 제어장치{SHEET TYPE HEATING ELEMENT FOR PREVENTING ELECTROMAGNETIC WAVE CONTROL DEVICE THEREOF}

본 발명은 전자파 발생을 방지하는 면상발열체 및 그 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 더욱 상세하게, 전열선이 발열되도록 전원을 공급하는 2 개의 도전선을 하나로 묶거나 또는 각각 별개로 전자파차단부를 구성하여 도전선에 전류가 흐름에 따라 자기장이 발생되는 것을 방지하고, 각 도전선마다 서로 반대방향으로 전류가 흐르는 또 다른 도전선을 구성하여, 각 도전선에서 발생하는 자기장이 서로 상쇄될 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 적외선 가열장치는 전도나 대류와 같은 열전달 방식과는 달리, 중간매질이 없이 피가열물에 직접 적외선이 흡수되어 피가열물을 급속, 균일하게 가열시키는 특징을 가지고 있다.

이와 같이, 적외선을 가열원으로 사용할 경우 피가열물을 직접적이고도 균일하게 가열시킬 수 있어 에너지 효율이 높아, 최근에는 적외선을 이용한 가열원에 대한 활용도가 더욱 높아지고 있는 실정이다.

이러한 적외선 가열원은 일상 생활에 사용되는 온열 매트나 난로를 비롯하여, 전열설비, 건조기, 발효숙성, 고분자 경화, 유기용매의 휘발 등 특히, 식품, 식약재, 섬유, 제지, 도료코팅, 건조 등의 처리공정에서 널리 사용되고 있다. 여기에서 피가열 물질의 대부분이 유기물질이므로 전도나 대류 방식보다는 전자기파인 적외선 방사에 의한 방법이 널리 사용될 수 있는 것이다.

또한, 적외선을 방출하기 위한 방사체들의 가공성이 뛰어나 가열원의 형상을 다양하게 형성시킬 수가 있어, 다양한 형상의 적외선 방사장치를 제조할 수 있어 그 이용 가능성이 더욱 높아지고 있는 실정이다.

이러한 점을 감안하여, 근래에는 발열선이 배치된 기재상에 전자파 차폐를 위한 별도의 전자파 차폐선을 함께 배치하는 방안이 제안되어 있으나, 무작위로 배치할 경우 전자파 차폐선의 소요량의 증가로 제조비용만 상승될 뿐, 만족할 만한 효과를 얻지 못하고 있다.

특허공개 제10-2011-0088934호는 전자파감소 면상발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 적어도 한 쌍의 전극을 포함하는 제1 면상도전체 및 상기 제1 면상도전체에 일정한 간격으로 이격된, 적어도 한 쌍의 전극을 포함하는 제2 면상도전체를 포함하는 면상발열체에 있어서, 상기 제1 면상도전체의 전극 및 상기 제2 면상도전체의 전극의 위치는 상하로 겹쳐있으며, 상하로 인접한 전극은 각각 반대 방향의 전류가 입력되는 전극인 것으로 구성되어, 발열효과를 유지하면서도 면상발열체 전면에 걸쳐 발생되는 전자파를 매우 효과적으로 감소시킬 수 있어, 주거용, 상업용 또는 산업용 난방장치 등에 사용이 가능한 기술을 개시하고 있다.

특허공개 제10-2022-0161782호는 저자기장 면상발열체 및 이를 적용한 퀵워밍 온열침대에 관한 것으로써, 저자기장 면상발열체 및 이를 적용한 퀵워밍 온열침대가 제공된다. 본 발명의 저자기장 면상발열체는 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 제1 면상도전체: 제3 및 제4 전극이 형성되고, 상기 제1 전극의 위치와 상기 제3 전극의 위치가 서로 겹치고 상기 제2 전극의 위치와 상기 제4 전극의 위치가 서로 겹치도록 상기 제1 면상도전체의 상 또는 하에 적층된 제2 면상도전체; 상기 제1 면상도전체의 하단에 구비되는 제1 절연층; 제1 면상도전체와 제2 면상도전체 사이에 삽입되는 제2 절연층; 상기 제2 면상도전체의 상단에 구비되는 제3 절연층; 및 금속테이프가 부착된 도전성 카본지를 포함하고, 상기 금속테이프는 접지와 연결되고, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극에는 서로 반대되는 극의 전원이 투입되고, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극에는 서로 반대되는 극의 전원이 투입되는 구성으로 이루어져서, 발열전면에 복사열과 원적외선 차단없이 발열기능을 그대로 유지하여 발열 효율은 높이고, 전자파는 효과적으로 감소시킬 수 있는 기술을 개시하고 있다.

특허등록 제10-0928227호는 판상의 패널을 포함하는 면상발열체의 제조방법 및 그면상발열체에 관한 것으로써, 콜로이드실리카에 네트워크 수식물질을 첨가한 무기접착제, 또는 콜로이드실리카 또는 콜로이드베마이트에 유기실란을 첨가한 유무기하이브리드접착제를 제조시키는 제1단계와; 상기 접착제에 세라믹 또는 세라믹 섬유를 첨가시키는 제2단계와; 상기 제2단계의 결과물을 금형에 투입하여 지지체를 성형시키는 제3단계와; 상기 제3단계의 지지체 상층에 발열선을 인쇄시키는 제4단계와; 상기 발열선이 인쇄된 지지체 상부에 적외선 방사층을 코팅시켜 판상의 패널을 제작시키는 제5단계;를 포함하여 이루어진 면상발열체의 제조방법에 의해 제조된 면상발열체를 개시하여 판상의 패널이 형성되어 전기적 절연 역할과 동시에 기계적 지지체 역할을 동시에 수행할 수 있고, 내열성이 우수하여 고온 환경하에서 사용이 가능하며, 판상의 패널로 거의 단층으로 이루어져 평판형이면서 박판형의 면상발열체를 제공할 수 있는 기술을 개시하고 있다.

특허공개 제10-2011-0088934호(2011년 08월 04일 공개, 명칭 : 전자파감소 면상발열체 및 그 제조방법) 특허공개 제10-2022-0161782호(2022년 12월 07일 공개, 명칭 : 저자기장 면상발열체 및 이를 적용한 퀵워밍 온열침대) 특허등록 제10-0928227호(2009년 11월 17일 등록, 명칭 : 판상의 패널을 포함하는 면상발열체의 제조방법 및 그면상발열체)

본 발명의 목적은, 전열선이 발열되도록 전원을 공급하는 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 2 개의 도전선을 각각 별개로 전자파차단부를 구성하여 도전선에 전류가 흐름에 따라 자기장이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한, 전자파 발생을 방지하는 면상발열체를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 각 도전선마다 서로 반대방향으로 전류가 흐르는 또 다른 도전선을 구성하여, 각 도전선에서 발생하는 자기장이 서로 상쇄될 수 있도록 한, 전자파 발생을 방지하는 면상발열체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전자파감지와 온도감지 그리고 구동시간을 토대로 면상발열체의 구동을 제어할 수 있도록 한, 면상발열체 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 발생을 방지하는 면상발열체 제조방법은

면상발열체를 이루는 원단에 연결되는 전원부로부터 인가되는 전원을 전열선으로 공급하도록 단자 역할을 하는 2 개의 도전선을 면상발열체에서 일정한 간격을 두고 구성하는 제1 단계;

상기 2 개의 도전선으로부터 공급되는 전원에 의해 면상발열체가 가열되도록 상기 2 개의 도전선 사이에 복수 개 전열선을 병렬로 구성하는 제2 단계; 및

상기 2 개의 도전선에서 발생하는 전자파를 제거하기 위해 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 전자파차단부를 구성하는 제3 단계;로 이루어지고,

상기 전자파차단부는 페라이트로써, 폐회로 형태로 구성되어 자속이 외부로 방출되는 것이 차폐되도록 원형 또는 사각형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 발생을 방지하는 면상발열체 제조방법은

상기 2 개의 도전선에서 발생하는 전자파를 제거하기 위해 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 전자파차단부를 구성하는 제3 단계; 및

상기 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성하거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 전자파차단부를 구성한 상태에서, 각 도전선의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐름에 따라 자기장이 상쇄되도록 2 개의 도전선에 인접하여 각기 다른 극성의 도전선을 구성한 제4 단계;로 이루어지고,

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자파 발생을 방지하는 면상발열체 제조방법에 따라 제조된 면상발열체는

상기 2 개의 도전선으로부터 공급되는 전원에 의해 면상발열체가 가열되도록 상기 2 개의 도전선 사이에 복수 개 전열선을 병렬로 구성하는 제2 단계;

각 도전선의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐름에 따라 자기장이 상쇄되도록 2 개의 도전선에 인접하여 각기 다른 극성의 도전선을 구성한 제4 단계;로 이루어지고,

상기 전자파차단부는 페라이트로써, 폐회로 형태로 구성되어 자속이 외부로 방출되는 것이 차폐되도록 원형 또는 사각형으로 형성된 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 면상발열체 제어장치는

면상발열체에서 발생되는 전자파 및 온도를 분석하고, 그 분석결과에 따라 면상발열체의 구동을 제어하는 제어부;

면상발열체에서 발생되는 전자파를 감지하는 전자파센서;

면상발열체의 발열온도를 감지하는 온도센서;

면상발열체가 구동되도록 전원을 공급하는 전원부;

면상발열체의 구동시간을 체크하는 타이머; 및

상기 제어부의 제어에 의해 전원부로부터의 전원공급을 단속하는 스위치;를 포함하는 제어장치가 구성되어,

전자파 감지결과에 따라 면상발열체의 구동을 제어하고, 온도 감지결과에 따라 그리고 일정시간마다 면상발열체의 구동을 제어하되, 일정시간동안 지속적으로 전자파가 감지되면 면상발열체의 구동을 중지하고, 설정된 시간내에서 구동 및 구동중지가 반복되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 설정된 시간내에서 구동중지되는 시간은, 최초 설정된 온도보다 낮아지는 온도와, 최초 설정된 온도로 다시 도달하는데 필요한 시간을 토대로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 설정된 시간내에서 구동중지되는 시간은 면상발열체에 구성된 전열선 개수를 토대로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자파 발생을 방지하는 면상발열체에 따르면, 전열선이 발열되도록 전원을 공급하는 2 개의 도전선을 하나로 묶어 전자파차단부를 구성함으로써 2 개의 도전선에 의해 발생되는 자기장이 전자파차단부에 의해 제거될 수 있다.

또한, 2 개의 도전선을 하나의 도전선마다 각각 별개로 전자파차단부를 구성하여 도전선에 전류가 흐르더라도 자기장이 발생되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 각 도전선마다 서로 반대방향으로 전류가 흐르는 또 다른 도전선을 구성하여, 도전선에서 발생하는 자기장이 서로 상쇄될 수 있다.

또한, 본 발명의 면상발열체 제어장치에 따르면, 전자파감지를 토대로 면상발열체의 구동을 제어할 수 있는 제어장치를 이용하여, 전자파 감지가 되지 않는 동안만 면상발열체의 구동이 이루지도록 할 수 있다.

또한, 온도감지를 토대로 면상발열체의 구동을 제어할 수 있는 제어장치를 이용하여, 일정시간동안 면상발열체가 구동되면 일정시간 동안은 구동을 중지시킨 후 다시 재구동시키는 등, 면상발열체의 계속된 구동으로 인하여 사용자가 온도가 과열된다는 느낌을 가질 수 있는 불편함을 해소할 수 있다.

다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상발열체의 정면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상발열체의 내부 구조도.
도 3은 도 2의 전자파차단부와 전열선의 구조 단면도.
도 4a 및 도 4b는 전자파차단부의 여러 가지 구조도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상발열체의 내부 구조도.
도 6은 본 발명의 면상발열체의 제어장치 구성도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상발열체의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상발열체의 내부 구조도이다. 도 3은 도 2의 페라이트와 전열선의 구조 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 전자파차단부의 여러 가지 구조도이다.

제1 실시예에 따른 면상발열체는 원단(1)에 열을 발생하기 위한 전열선(50)이 길이방향으로 일정간격으로 구성된다. 상기 전열선(50)은 전도성이 있는 탄소섬유 재질로 형성되어, 전류가 흐름에 따라 저항의 역할을 하게 되어 열을 발생시킬 수 있도록 한다.

상기 원단(1)의 양측에는 복수 개가 병렬 연결된 전열선(50)으로 전류를 전달하도록 금속재질로 이루어진 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)이 폭방향으로 구성된다.

또한, 상기 제1 도전선(30) 및 제2 도전선(40)의 외부에는 전도성이 없는 섬유로 형성된 절연층(60)이 구성되어 전류의 흐름에 의한 쇼트 등을 방지한다.

전자파차단부(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)을 한묶음으로 일체화된 구조로 구성된다. 즉 2 개의 도전선(30)(40)을 하나의 묶음형태로 합치시키고, 그 외주면을 페라이트로 실드처리한 구조로 형성한다.

이때, 2 개의 도전선(30)(40)을 일체로 묶음하여 실드처리시킨 페라이트의 외측으로는 독립된 형태의 접지선(도시 생략)이 근접설치되어 전자파차단부(100)의 배선관계가 이루어진다.

상기 페라이트는 일반적으로 널리 사용되고있는 비금속(일종의 세라믹) 자성체로서 자화의 기구는 페리 자성체에 따르고, 그 특징은 와전류에 의한 손실을 예방하는 것으로, 이에 이러한 페라이트는 통상 전자에너지를 선택적으로 통과 저지하는 특성으로 페라이트 아이솔레이터로 이용된다.

또한, 도파관의 전자파 편마면을 적당한 각도로 회전시키는 페라이트 회전자 등 통상적으로 알려진 다양한 분야에 적용되는 물질인바, 이와 같은 재질 특성으로 인하여 페라이트를 본 발명의 전자파차단부(100)에 적용할 경우 전파되는 자계의 방향을 변환시키며, 이에 따라 자계로부터 발생되는 유해 전자파의 중화, 감쇠기능을 충분히 수행할 수 있게 된다,

상기 페라이트에 의한 도전선 차폐구조는 기본적으로 폐회로(closed loop) 형태가 되도록 하여 자속이 외부로 방출되는 것을 차폐하도록 한다. 2 개의 도전선을 하나로 묶되 연속적으로 이어져 차폐되도록 하면 원형 또는 사각형 등 여러 가지 형태로 구현할 수 있다. 이는 페라이트 차폐 구조가 비연속적으로 형성되면, 즉 끊어진 부분이 존재하면 자속이 외부로 새어나가기 때문이다.

페라이트 물질은 산화철(FeO, Fe2O3, Fe2O4, Fe3O4 등)과 적어도 하나 이상의 금속으로 이루어질 수 있다. 산화철과 조합하여 사용되는 금속으로는 예를 들어대, 니켈(Ni), 아연(Zn), 망간(Mn), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 구리(Cu), 철(Fe) 등이 가능하다.

한편, 상기 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)을 한묶음으로 한 전자파차단부(100)가 구성된 것으로 예시하였으나, 이러한 구조로만 제한하는 것은 아니다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 도전선마다 이를 둘러싸도록 페라이트 재질의 전자파차단부를 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 제1 실시예에 따른 면상발열체는 전원부(10)(20)로부터 전원이 공급됨에 따라 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)을 통해 전류가 흐르면, 전극(+)(-) 사이에는 동일방향으로의 전류 흐름에 의해 진동변화 현상을 갖는 자계가 형성되고, 이러한 자계는 전자기 복사 이론과 파동의 성질에 의해 다른 영역의 공간으로 전파되는 성질의 유해 전자파를 발생하게 된다.

이에 따라, 상기와 같이 자계 형성에 의해 유해 전자파가 발생되는 과정에 있어서, 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)을 흐르는 전류가 페라이트로 실드처리된 전자파차단부(100)를 통과할 경우, 페라이트는 인덕턴스로 작용하며 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)으로부터 전파되는 자계의 방향을 변환시키고, 이와 같은 자계의 방향 변환에 의해 페라이트는 유해 전자파를 중화, 감쇠시키게 된다.

이때, 전자파차단부(100)에 의해 중화, 감쇠된 후 미소량으로 잔류하게 되는 유해 전자파는 접지선과 접지 단자에 의한 접지에 의해 외부로 방출되어 유해 전자파의 제거가 마무리된다.

한편, 원단(1)에는 길이방향으로 복수 개 전열선(50)이 일정 간격으로 구성되고, 폭방향 양측으로 제1 도전선(30) 및 제2 도전선(40)과, 이들 도전선의 외부를 감싸는 절연층(60)이 상기 원단(1)에 일체로 구성되므로 원단(1)이 접혀지거나 구겨지더라도 상기 배열이 꼬이거나 흐트러지지 않게 된다.

상기 전열선(50)은 금속성 재질이 아닌 탄소섬유 재질로 이루어져, 가볍고 유연하여 반복하여 접었다 펴더라도 단선이 될 염려가 없으므로 면상발열체를 접어서 보관하는 것에 유리하다.

또한, 상기 전열선(50)은 각 도전선(30)(40)들에 병렬로 복수 개 연결되어 있으므로 어느 하나의 전열선이 단선되더라도, 다른 전열선을 통해 전류가 흐르면서 열을 발생하게 되어 발열체로서의 기능을 유지할 수 있게 된다.

[제2 실시예]

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상발열체의 내부 구조도이다.

제2 실시예에 따른 면상발열체는 제1 실시예에 따른 구조에 더하여, 전열선(50)에 전원을 공급하는 제1 도전선(30) 및 제2 도전선(30)에 각각 근접하게 전극부의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐르는 또 다른 도전부(70)(80)가 구성되어, 제1 도전선(30) 및 제2 도전선(40)에서 발생되는 전자파를 상쇄할 수 있도록 한다.

제3 도전선(70)은 상기 (+)전극을 형성하는 제1 도전선(30)의 측방향으로 나란하게 구성되고, 제4 도전선(80)은 상기 (-)전극을 형성하는 제2 도전선(40)의 측방향으로 나란하게 구성된다.

따라서 상기 제3 도전선(70)은 제1 도전선(30)의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐르도록 양단부가 전원에 전기적으로 연결되어 제1 도전선(30)의 자기장을 상쇄시키고, 상기 제4 도전선(80)은 제2 도전선(40)의 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐르도록 양단부가 전원에 전기적으로 연결되어 제2 도전선(40)의 자기장을 상쇄시킨다.

즉, 제1 도전선(30)과 제3 도전선(70)에서 형성되는 자기장의 방향이 정반대가 되므로 전극부에서 발생되는 전자파가 상쇄되는 것이다.

이러한 작용효과를 갖는 제2 실시예는 제1 실시예의 구조, 즉 페라이트로 구성된 전자파차단부(100)에 의해 제1 도전선(30)과 제2 도전선(40)에 의해 발생되는 전자파를 차단함과 동시에, 잔류할 수 있는 나머지 전자파도 제3 도전선(70) 및 제4 도전선(80)에 의해 확실하게 제거할 수 있게 된다.

또한, 제2 실시예는 페라이트 재질의 효과가 반감되거나 또는 제3 도전선(70) 및 제4 도전선(80)이 전원 차단 등 외부적인 요인에 의해 작용하지 않는 등, 어느 하나의 구성이 정상적으로 작동하지 않더라도 전자파 차단이 가능하다.

다음에, 본 발명의 면상발열체 제어장치에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 면상발열체의 제어장치 구성도이다.

본 발명의 면상발열체 제어장치는 제어부(200), 전자파센서(210), 온도센서(220), 전원부(230), 타이머(240), 스위치(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

제어부(200)는 면상발열체에서 발생되는 전자파 및 온도를 분석하고, 그 분석결과에 따라 면상발열체의 구동을 제어한다.

전자파센서(210)는 면상발열체의 구동에 의해 발생되는 전자파를 감지하여 그 감지신호를 상기 제어부(200)에 입력한다.

제1 실시예 및 제2 실시예에 구성된 본 발명의 면상발열체는 전극 구성 형태을 적절하게 배치하여 전자파가 제거되도록 한 것이나, 면상발열체의 장기간 사용에 따라 면상발열체를 구성하는 요소들의 기능 저하가 발생할 수 있고, 이러한 요인들에 의해 전자파가 발생하거나 완전히 제거되지 않은 채로 잔류하면서 인체에 악영향을 끼칠 수 있다.

본 발명 제어장치는 여러 가지 요인에 의해 전자파 제거가 완전히 이루어지지 않을 수도 있는 점을 감안하여, 전자파센서(210)에서 감지된 전자파를 분석한 후 면상발열체의 구동 정지 등 적절한 조치를 취하도록 한다.

온도센서(220)는 면상발열체의 구동시 발열되는 온도를 감지하여 그 감지신호를 제어부(200)에 입력한다. 예를 들어, 면상발열체의 구동조건으로서 사용자는 원하는 온도 및 구동시간을 선택할 수 있는데, 사용자가 선택한 온도 및 시간으로 면상발열체가 구동하더라도 시간이 지남에 따라 사용자가 불편을 느낄 수 있다. 즉 원하는 온도 이상의 느낌을 받을 수 있게 된다.

따라서 본 발명 제어장치는 사용자가 원하는 온도 및 시간을 설정하였다 하더라도 시간이 지남에 따라 설정온도 이상으로 느낄 수 있는 점을 감안하여, 적절한 시간 간격으로 전원을 제어하면서 온도 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

전원부(230)는 면상발열체의 구동을 위해 전원을 공급한다.

타이머(240)는 면상발열체의 구동시간을 설정하거나 사용자가 설정한 면상발열체의 구동시간 이내에서 일정시간마다 시간을 체크하여 그 체크결과를 제어부(200)에 입력한다.

스위치(250)는 상기 전자파센서(210)의 감지신호, 온도센서(220)의 감지신호, 타이머(240)의 시간을 분석한 결과를 토대로 한 제어부(200)의 제어에 따라 온오프를 반복하면서 면상발열체의 구동이 제어되도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 면상발열체의 구동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자는 면상발열체의 발열온도 및 구동시간을 설정한다.

다음에, 제어부(200)는 전원부(230)로부터 전원이 공급됨에 따라 면상발열체의 구동이 개시되도록 스위치(250)를 온으로 제어한다.

다음에, 전자파센서(210)는 면상발열체의 구동에 따라 발생되는 전자파를 실시간으로 감지하여 그 감지신호를 제어부(200)에 입력한다. 동시에 온도센서(220)는 면상발열체의 구동에 따라 발열되는 온도를 실시간으로 감지하여 그 감지신호를 제어부(200)에 입력한다.

다음에, 제어부(200)는 상기 전자파센서(210)로부터 입력된 감지신호를 처리 분석하고, 전자파가 감지되지 않는 것으로 판단되면 면상발열체의 구동을 그대로 유지한다. 동시에 제어부(200)는 상기 온도센서(220)로부터 입력된 감지신호를 처리 분석하고, 온도가 최초 설정된 온도 이내인 것으로 판단됨과 동시에 타이머(240)에 의해 체크된 시간이 아직 사용자가 최초 설정된 온도 이상으로 느끼지 않는 시간인 것으로 판단되면, 면상발열체의 구동을 그대로 유지한다.

그러나, 상기 제어부(200)는 전자파센서(210)로부터 입력된 감지신호를 분석한 결과, 전자파가 발생되는 것으로 판단되면 전원부(230)로부터 전원공급을 차단하여 면상발열체의 구동이 중지되도록 스위치(250)를 오프로 제어한다.

또한, 상기 제어부(200)는 온도센서(220)로부터 입력된 감지신호를 분석한 결과, 온도가 최초 설정된 온도를 유지하고 있으나 타이머(240)로부터 입력된 시간 분석결과, 일정시간이 경과한 것으로 판단되면, 스위치(250)를 오프로 제어하여 전원부(230)로부터의 전원공급이 차단됨에 따라 면상발열체의 구동이 중지되도록 한다. 즉 온도가 과열되지 않더라도 시간이 경과함에 따라 사용자가 불편을 느낄 수 있는 시간 간격마다 면상발열체의 구동을 제어하는 것이다.

한편, 상기 전자파센서(210)로부터의 감지신호를 분석하여 그 분석결과에 따라 면상발열체의 구동을 제어하는 것은, 전자파센서(210)에 의해 일정시간동안 계속해서 전자파가 감지되는 것을 토대로 수행된다. 즉 순간적으로 극히 짧은 시간동안만 전자파가 발생될 수도 있으므로 이러한 점을 감안하여 일정시간동안 전자파가 계속 또는 간헐적으로라도 발생되는 것으로 분석되면, 면상발열체의 구동을 중지시키는 것이다.

또한, 상기 타이머(240)의 시간을 분석하여 그 분석결과를 토대로 면상발열체의 구동을 중지하는 것은, 일정시간 동안 면상발열체가 구동 중지되면, 구동 중지되는 시간이 어느 정도냐에 따라 일정 온도가 낮아질 수 있음을 감안한 것으로, 이러한 설정온도 및 시간설정은 제어부(200)에 미리 프로그래밍된다.

사용자가 원하는 온도가 50℃, 구동시간이 1시간일 경우, 구동이 지속됨에 따라 사용자는 면상발열체가 과도하게 뜨거워진다고 느낄 수 있다. 상기 프로그래밍은 이러한 점을 감안하고, 면상발열체에 구성되는 전열선의 개수 등을 참조하여 만들어지며, 예를 들어, 15분 간격으로 5분간 구동중지하면 온도가 47℃ 정도로 낮아질 것이고, 20분 후 다시 구동이 시작되면 2~3분 이내에서 최초 설정한 50℃에 도달할 것이라는 가정하에 면상발열체의 구동이 제어되도록 할 수 있다.

한편, 다른 실시예로써, 제1 실시예 및 제2 실시예에 구성된 제1, 제2, 제3, 제4 도전선(30, 40, 70, 80)과 복수 개의 전열선(50)이 단선될 수 있음을 감안하여 단선 여부를 감지할 수 있는 센서가 구성될 수 있다.

예를 들어, 복수 개 전열선 중 어느 하나가 단선될 경우, 다른 전열선의 발열에 의해 면상발열체의 구동에 큰 지장은 없을 것이다. 그러나, 면상발열체의 구동 중에 단선이 발생되면, 사용자가 최초 설정한 온도 유지가 어려워질 수 있다.

따라서 상기 제어부(200)는 상기 단선감지부의 감지신호를 분석한 결과, 하나의 전열선이 단선되었다고 판단되면, 상기 설정된 시간내에서 구동 및 구동중지가 반복되도록 제어하는 것을, 구동시간은 연장하고 구동 중지시간은 단축하는 식으로 제어하여 상기 예시로 든 바와 같은 상태가 가능하도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 그리고 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 면상발열체 10, 20 : 전원
30 : 제1 도전선 40 : 제2 도전선
50 : 발열선 70 : 제3 도전선
80 : 제4 도전선 100 : 전자파차단부
200 : 제어부 210 : 전자파센서
220 : 온도센서 230 : 전원부
240 : 타이머 250 : 스위치

Claims

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면상발열체를 이루는 원단에 연결되는 전원부로부터 인가되는 전원을 복수 개 전열선으로 공급하기 위한 단자 역할을 하도록 면상발열체에서 일정한 간격을 두고 구성된 제1 및 제 도전선;
상기 제1 및 제2 도전선으로부터 공급되는 전원에 의해 면상발열체가 가열되도록 상기 제1 및 제2 도전선 사이에 병렬로 구성된 복수 개 전열선;
상기 제1 및 제2 도전선에서 발생하는 전자파를 제거하기 위해 제1 및 제2 도전선을 하나로 묶거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 구성된 전자파차단부;
상기 전자파차단부는 페라이트로써, 폐회로 형태로 구성되어 자속이 외부로 방출되는 것이 차폐되도록 원형 또는 사각형으로 형성되고,
상기 복수 개 전열선에 전원을 공급하도록 +, - 전극에 각각 연결된 제1 도전선 및 제2 도전선이 별개로 또는 한묶음되어 그 외주면이 산화철인 FeO, Fe2O3, Fe2O4, Fe3O4 중 어느 하나와, 상기 산화철과 조합하여 사용되는 금속인 니켈(Ni), 아연(Zn), 망간(Mn), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 구리(Cu), 철(Fe) 중 어느 하나의 금속으로 이루어진 페라이트로 실드처리되고,
상기 복수 개 전열선에 전원을 공급하는 제1 도전선 및 제2 도전선에 흐르는 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐르는 제3 및 제4 도전선이 각각 추가 구성되어, 제1 도전선 및 제2 도전선에서 발생되는 전자파를 상쇄할 수 있도록 함; 및
상기 제1, 제2, 제3, 제4 도전선과 복수 개의 전열선의 단선여부에 따라 면상발열체 구동이 제어되도록 제1, 제2, 제3, 제4 도전선과 복수 개의 전열선의 단선여부를 감지하는 단선센서;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 발생을 방지하는 면상발열체.
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면상발열체를 이루는 원단에 연결되는 전원부로부터 인가되는 전원을 복수 개 전열선으로 공급하기 위한 단자 역할을 하도록 면상발열체에서 일정한 간격을 두고 구성된 제1 및 제 도전선;
상기 제1 및 제2 도전선으로부터 공급되는 전원에 의해 면상발열체가 가열되도록 상기 제1 및 제2 도전선 사이에 병렬로 구성된 복수 개 전열선;
상기 제1 및 제2 도전선에서 발생하는 전자파를 제거하기 위해 제1 및 제2 도전선을 하나로 묶거나 또는 각 도전선을 별개로 묶어 구성된 전자파차단부;
상기 전자파차단부는 페라이트로써, 폐회로 형태로 구성되어 자속이 외부로 방출되는 것이 차폐되도록 원형 또는 사각형으로 형성되고,
상기 복수 개 전열선에 전원을 공급하도록 +, - 전극에 각각 연결된 제1 도전선 및 제2 도전선이 별개로 또는 한묶음되어 그 외주면이 산화철인 FeO, Fe2O3, Fe2O4, Fe3O4 중 어느 하나와, 상기 산화철과 조합하여 사용되는 금속인 니켈(Ni), 아연(Zn), 망간(Mn), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 구리(Cu), 철(Fe) 중 어느 하나의 금속으로 이루어진 페라이트로 실드처리되고,
상기 복수 개 전열선에 전원을 공급하는 제1 도전선 및 제2 도전선에 흐르는 전류 흐름방향과 180˚다른 방향으로 전류가 흐르는 제3 및 제4 도전선이 각각 추가 구성되어, 제1 도전선 및 제2 도전선에서 발생되는 전자파를 상쇄할 수 있도록 함; 및
상기 제1, 제2, 제3, 제4 도전선과 복수 개의 전열선의 단선여부에 따라 면상발열체 구동이 제어되도록 제1, 제2, 제3, 제4 도전선과 복수 개의 전열선의 단선여부를 감지하는 단선센서;로 이루어진 전자파 발생을 방지하는 면상발열체;
상기 면상발열체에서 발생되는 단선, 전자파 및 온도를 분석하고, 그 분석결과에 따라 면상발열체의 구동을 제어하는 제어부;
면상발열체에서 발생되는 전자파를 감지하는 전자파센서;
면상발열체의 발열온도를 감지하는 온도센서;
면상발열체가 구동되도록 전원을 공급하는 전원부;
면상발열체의 구동시간을 체크하는 타이머; 및
상기 제어부의 제어에 의해 전원부로부터의 전원공급을 단속하는 스위치;로 구성되고,
상기 제어부는
상기 복수 개 전열선 중 적어도 하나 이상의 전열선이 단선인 것으로 판단되면, 설정된 시간내에서 구동시간은 연장하되, 구동 중지시간은 단축 제어하고,
상기 전자파가 일정시간동안 지속적으로 감지되면 면상발열체의 구동을 중지하며,
상기 온도 감지결과에 따라 설정시간내에서 구동 및 구동중지가 반복되도록 제어하되, 상기 구동중지는, 최초 설정된 온도보다 낮아지는 온도와, 최초 설정된 온도로 다시 도달하는데 필요한 시간을 토대로 구동중지 시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 면상발열체 제어장치.
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