KR200151428Y1

KR200151428Y1 - 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구

Info

Publication number: KR200151428Y1
Application number: KR2019960042636U
Authority: KR
Inventors: 김문규
Original assignee: 김문규; 이병일
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1999-07-15
Also published as: JPH10162933A; KR19980029572U; IT1296588B1; ITMI972631A1

Abstract

본 고안은 전기요, 전기 장판 등에서 발생되는 인체에 유해한 전자파를 서로 반대 방향으로 흐르는 발열선에 의해서 소멸시키는 무전자파 전기 침구에서 온도 조절기에 관한 것으로서, 이러한 본 고안은, 전기 침구 내부에 서로 반대 방향으로 배설되어 있는 제1발열선 및 제2발열선에 연결되어 입력되는 외부 교류 전원의 위상을 제어하는 온도 조절기를 간단히 구현함으로써, 전기 침구의 제작 비용을 감소시키도록 한 것이다.

Description

무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구

본 고안은 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구에 관한 것으로서, 특히 전기요, 전기 장판 등에서 발생되는 인체에 유해한 전자파를 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 발열선에 의해서 소멸할 수 있도록 구성된 무전자파 전기 침구에 있어서, 입력되는 외부 교류전원의 위상을 제어하는 온도 조절기를 간단히 구현하여 전기 침구의 제작비용을 저감토록 하고, 교류전원의 위상 제어로 전자파 발생을 억제토록 한 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구에 관한 것이다.

일반적으로, 최근의 여러 학술 논문 자료에 의하면 전자파는 체내의 에너지를 상승시켜 체온조절, 호르몬 분비 등과 같은 정상적인 신진대사를 방해하고, 유전자 배열을 깨뜨려 어린이의 백혈병은 물론 성인의 뇌암, 임파암 등의 발병률을 매우 증가시킨다는 보고가 발표되고 있으며, 최근 미국의 EPA(환경 보호국)에 서는 전기요나 전기장판의 사용을 금하도록 권장하고 있다.

종래의 전기 친구를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 전기 침구에 배설된 발열선을 도시한 것이고, 제2도는 종래 전기 침구의 온도 조절기 회로도이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 전기 침구(8)는, 하나의 발열선(10)을 일정한 간격을 갖도록 지그재그로 배열하고, 상기 발열선(10)에 교류전원을 공급하여 발열 되도록 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래의 전기 침구(8)는, 발열선(10)이 발열되면서 인체에 열을 전달하고, 상기 발열선(10)에 공급되는 교류전류에 의하여 상기 발열선(10)에 교번 자계가 발생하며, 이러한 교번자계는 인체에 유해한 것으로 사용자의 건강을 해치게 되므로, 전기 침구(8)의 사용을 기피하게 되는 하나의 요인이 되고 있다.

그리고 종래의 전기 침구(8)는 발열선(10)에 흐르는 전류 형태가 상용전기를 그대로 흐르게 하거나, 또는 온도 조절기(18)를 채택한 제품에서는 톱니파 형태의 전류를 흘리며, 또한 열에 필요한 비교적 강한 전류를 발열선(10)에 흘리게 된다. 그러나 상기와 같은 상용전기 또는 톱니파 전류가 발열선(10)에 흐를 경우 전자파가 발생하게 된다.

한편 상기에 기술한 전기 침구(8)의 온도를 제어하기 위해 제2도에 도시된 종래의 온도 조절기(18)는, 저항(R1), 콘덴서(C1), 역방향의 다이오드(Dl)가 직렬로 연결되어 있으며, 상기 저항(Rl)과 콘덴서(Cl)사이에는 저항(R3)과 램프(LP)가 병렬로 연결되어 있고, 그리고 가변저항(VRI,VR2) 및 저항(R2)이 직렬로 연결되어 있다.

아울러 저항(Rl)과 병렬로 SCR의 드레인이 연결되어 있으며, 상기 실리콘 정류기(SCR)의 게이트는 양방향 트라이액(TRAIC)과 다이오드(D2)를 지나 코드단자(H1)에 연결된다.

상기 SCR의 소스는 콘덴서(C2)와 역방향 다이오드(D3)에 연결되어 있으며, 또한 단자(H3)에 연결되어 발열선(10)을 통해 단자(H4)에 연결된다. 그리고 상기 다이오드(D3)의 에노드는 단자(H4)에 연결되어 있으며, 단자(H4)는 전기 침구(8)의 발열선(10)에 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 온도 조절기(10)는 역방향 다이오드(Dl)를 통과한 점2에서의 플러스 교류전압은 제거되고, 마이너스 값만 갖으며, 가변저항(VRI,VR2)을 통과한 교류전압은 감소된다. 그리고 단자(H1)에 인가된 전압은 순방향 다이오드(D2)를 통해서 마이너스 값이 제거되고, 트라이액(TRAIC)을 통해서 SCR의 게이트에 펄스를 인가한다. 이와 같이 SCR의 게이트에 인가된 펄스에 의해서 SCR이 온 되면, SCR의 도통각이 조정된 교류전압이 상기 발열선(10)에 인가된다.

만약, 전기 침구(8)에 깔려 있는 발열선(10)의 온도가 증가하게 되면, 온도 조절기(18)에 부착된 가변저항(VRI)을 증가시켜 SCR의 게이트에 인가되는 펄스 폭을 증가시키고 도통각을 감소시켜 발열선(10)의 온도를 감소시킨다.

이와는 반대로, 전기 침구(8)에 깔려 있는 발열선(10)의 온도가 감소하게 되면, 온도 조절기(18)에 부착된 가변저항(VRI)을 감소시켜 SCR의 게이트에 인가되는 펄스 폭을 감소시키고 도통각을 증가시켜 발열선(10)의 온도를 증가시킨다.

그러나 이러한 종래의 전기 침구 온도 조절장치는, 전기 침구(8)의 온도를 제어하는 온도 조절기(18)의 구조가 복잡하기 때문에 제조 비용을 상승시키고, 또한 위상 제어가 불가능하기 때문에 전자파 발생을 억제시킬 수 없는 문제점이 있었다.

최근에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 균등 발열선의 간격을 유지하면서 내외 2루프로 나누어 전류방향이 반대가 되게 함으로써, 자계가 상쇄되게 하는 발명이 미국 특허(4908497)에 공시된바 있다. 그러나 이러한 발명은 발열선의 간격이 너무 넓어 누설자속이 많아 완전 무자계를 실현시키기가 곤란할 뿐만 아니라 발열선의 평행, 등간격, 루프의 교대 배열과 같은 제한 조건 때문에 적용되는 물품에 따라서 제작이 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 본 고안의 목적은, 입력되는 외부 교류전원의 위상을 제어하는 온도 조절기를 간단히 구현하여 전기 침구의 제작비용을 저감토록 하고, 교류전원의 위상 제어로 전자파 발생을 억제토록 한 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안에 의한 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구는, 전기 침구 내부에 서로 반대 방향으로 배설되어 교번자계를 제거하는 제1발열선 및 제2발열선과, 상기 제1 및 제2 발열선에 연결되어 교류전원을 상기 제1 및 제2 발열선에 공급해주는 온도 조절기를 구비한 전기 침구에 있어서, 상기 온도 조절기는, 외부에서 인가되는 교류전원이 과전압일 경우 이를 차단하기 위한 퓨즈와; 상기 퓨즈에 연결되어 온도 조절기를 온/오프시키는 스위치와; 상기 스위치에 병렬로 연결되고 전압 강하를 위한 제1저항과; 상기 스위치가 온될 경우 상기 제1저항을 통한 전원으로 온도 조절기의 동작 상태를 표시하는 램프와; 상기 스위치에 연결되어 서로 반대 방향으로 전류가 흐르도록 서로 거의 밀착되게 배설되어 있는 제1 및 제2 발열선과; 상기 제1 및 제2 발열선에 병렬로 연결되어 있는 제1/제2 가변저항 및 제2저항과; 상기 제2저항에 직렬로 연결되어 외부에서 입력되는 교류전원을 충전 및 방전시켜 사이리스터(SCR)를 트리거링 시키는 콘덴서와; 상기 제1 및 제2 가변저항의 저항치에 따라 입력 교류전원의 위상 제어를 위한 펄스를 발생하는 트라이액과; 상기 트라이액에서 발생되는 펄스에 따라 상기 입격 교류전원의 위상을 제어하는 사이리스터로 이루어짐을 특징으로 한다.

제1도는 종래의 전기 침구에 배설된 발열선을 도시한 개략도.

제2도는 종래의 온도 조절기의 회로도.

제3도는 본 고안에 의한 전기 침구를 도시한 개략도.

제4도는 본 고안에 의한 온도 조절기의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

R1, R2, R3 : 저항 C1 : 콘덴서

VRI, VR2 : 가변 저항 TRAIC : 트라이액

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 제3도는 본 고안에 의한 온도 조절기를 구비한 전기 침구를 개략적으로 도시한 도면으로서, 외부에서 공급하는 교류전원의 위상을 가변저항(VRI)에 의해서 적절하게 제어하여 전기 침구(22)의 온도를 조절하는 온도 조절기(20)와, 상기 온도 조절기(20)의 조절된 온도에 따라서 열을 발생시키며 동시에 서로 교대로 거의 밀착되면서 반대 방향으로 흐르는 전류에 의해서 자기장을 상쇄시켜 전자파의 발생을 감소시키는 제1 및 제2 발열선(30,32)으로 구성된다.

제4도는 본 고안에 의한 온도 조절기(20)의 상세 구성도로서, 도시된 바와 같이, 외부에서 인가되는 교류전원이 과전압이면 이를 차단하기 위한 퓨즈(FUSE)와, 상기 퓨즈(FUSE)에 연결되어 온도 조절기(20)를 온/오프시키는 스위치(SW)와, 상기 스위치(SW)에 병렬로 연결되어 있는 저항(Rl)과, 상기 스위치(SW)가 온될 경우 상기 온도 조절기(20)의 동작 상태를 표시하는 램프(LP)와, 상기 스위치(SW)에 연결되어 상기 전기 침구(22)내부에 구비되며 서로 반대 방향으로 전류가 흐르도록 서로 거의 밀착되게 배설되어 있는 제1 및 제2 발열선(30,32)과, 상기 제1 및 제2 발열선(30,32)에 병렬로 연결되어 있는 가변저항(VRI,VR2) 및 저항(R3)과, 상기 저항(R3)에 직렬로 연결되어 외부의 교류전원을 충전, 방전하여 SCR을 트리거링 시키는 콘덴서(C1)와, 상기 가변저항(VRI)에 병렬로 연결되어 있 저항(R2)과, 상기 제1 및 제2 발열선(30,32)에 에노드가 연결되어 교류전원을 상기 가변저항(VRI)의 값에 따라서 위상 제어하는 사이리스터(SCR)와, 상기 사이 리스터(SCR)의 게이트에 연결되어 펄스를 발생하며 양방향으로 도통되는 양방향 트라이액(TRAIC)으로 구성 된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 온도 조절기(20)는, 먼저 교류전원이 인가된 상태에서 전원 스위치(SW)를 온 하면, 교류전원은 퓨즈(FUSE) 및 전원 스위치(SW)를 통하여 병렬로 연결된 저항(R1)을 거쳐 램프(LP)에 공급되며, 그 공급 전원에 의해 램프(LP)가 발광을 하여 전기 침구(22)에 전원이 공급되고 있음을 외부에 알려준다.

상기 램프(LP)가 발광됨을 확인한 사용자는 온도 조절기(20)의 소정 위치에 장착된 가변저항(VRI)을 조절하여 원하는 온도를 설정하게 되고, 이에 따라 전기 침구(22)내부에서 서로 반대방향으로 교류전원이 흐르도록 배설되어 있는 제1 및 제2 발열선(30,32)을 통해서 전기 침구(22)가 세팅온도까지 가열된다.

이때 상기 제1 및 제2 발열선(30,32)에 연결되어 있는 가변저항(VRI)의 크기를 적당하게 조정하면, 사이리스터(SCR)의 게이트에 연결되어 있는 양방향 트라이액(TRAIC)에 펄스가 인가된다. 이와 같이 트라이액(TRAIC)을 통과한 펄스는 상기 사이리스터(SCR)의 게이트에 인가되어 사이리스터(SCR)를 구동시킨다. 그러면 사이리스터(SCR)는 상기 트라이액(TRAIC)에서 발생되는 펄스에 따라 입력되는 교류전원의 위상을 제어하게 되고, 이러한 위상 제어에 의해 발생되는 전자파를 억제시킬 수 있다.

여기서, 사이리스터(SCR)의 위상 제어에 따라서 교류전압의 조정이 가능하므로, 가변저항(VRI)에서 세팅된 온도보다 제1 및 제2 발열선(30,32)의 온도가 저하되면, 상기 제1 및 제2 발열선(30,32)에 병렬로 연결된 가변저항(Rl)값을 작게 조정한다. 그러면 가변저항(Rl)에 의해서 작게 조정된 전압이 콘덴서(Cl)에 축적되어 일정 이상의 전압이 되면 방전되고, 그 방전 전압이 사이리스터(SCR)의 게이트에 연결된 트라이액(TRAIC)을 통해서 사이리스터(SCR)를 도통시키게 되며, 이때 사이리스터(SCR)의 위상각은 감소된다.

따라서 사이리스터(SCR)의 출력 전압이 증가하게 되어 제1 및 제2 발열선(30,32)에 더 많은 전력이 공급되어 제1 및 제2 발열선(30,32)의 온도가 증가하게 된다.

한편, 처음에 가변저항(VRI)에서 설정한 온도보다 제1 및 제2 발열선(30,32)의 온도가 더 높은 경우에는 상기에서 기술한 바와 반대로 조절하면 된다. 즉, 제1 및 제2 발열선(30,32)에 병렬로 연결된 가변저항(VRI)값을 크게 조정하면, 콘덴서(C1)에 의해서 조정된 전압이 충전되다가 일정 이상의 값에 도달하면 방전함으로써, 사이리스터(SCR)의 게이트에 연결된 트라이액(TRAIC)을 통과한 펄스에 의해서 사이리스터(SCR)가 도통되고, 이에 따라서 사이리스터(SCR)의 위상각이 증가하게 된다. 그러면 사이리스터(SCR)의 출력 전압이 감소하게 되어 제1 및 제2 발열선(30,32)에 공급되는 전력이 감소되어 상기 제1 및 제2 발열선(30,32)의 온도가 감소하게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르도록 배설된 제1 및 제2 발열선에 공급되는 교류전원의 위상각을 제어함으로써, 전자파의 제거가 가능하고, 온도 조절기의 구성을 간단하게 구현함으로써 제조원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims

전기 침구 내부에 서로 반대 방향으로 배설되어 교번자계를 제거하는 제1발열선 및 제2발열선과, 상기 제1 및 제2 발열선에 연결되어 교류전원을 상기 제1 및 제2 발열선에 공급해주는 온도 조절기를 구비한 전기 침구에 있어서, 상기 온도 조절기를, 외부에서 인가되는 교류전원이 과전압일 경우 이를 차단하기 위한 퓨즈와, 상기 퓨즈에 연결되어 온도 조절기를 온/오프시키는 스위치와; 상기 스위치에 병렬로 연결되고 전압 강하를 위한 제1저항과, 상기 스위치가 온될 경우 상기 제1저항을 통한 전원으로 온도 조절기의 동작 상태를 표시하는 램프와; 상기 스위치에 연결되어 서로 반대 방향으로 전류가 흐르도록 서로 거의 밀착되게 배설되어 있는 제1 및 제2 발열선과; 상기 제1 및 제2 발열선에 병렬로 연결되어 있는 제1/제2 가변저항 및 제 2저항과, 상기 제2저항에 직렬로 연결되어 외부에서 입력되는 교류전원을 충전 및 방전시켜 사이리스터(SCR)를 트리거링 시키는 콘덴서와; 상기 제1 및 제2 가변저항의 저항치에 따라 입력 교류전원의 위상 제어를 위한 펄스를 발생하는 트라이액과; 상기 트라이액에서 발생되는 펄스에 따라 상기 입력 교류전원의 위상을 제어하는 사이리스터로 구성한 것을 특징으로 하는 무전자파 온도 조절기를 갖는 전기 침구.