KR200339202Y1 - 형상기억써말리미트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 형상기억 써말 리미트에 관한 것으로서, 구체적으로는 임의의 온도에 의해 변형의 여유를 갖는 구조의 형상기억 스프링을 이용하여 제작됨으로써, 일정 온도에 이르면 형상기억 스프링이 수축하여 접점을 단락 시켜 전류의 흐름을 차단하고 일정 온도 이하가 되면 형상기억 스프링의 자체 복원력을 이용하여 다시 접점을 연결하여 전류를 흘러주어 회로를 연결시켜 주도록 한 것이다. 이때 복원력을 보조하고 형상기억 스프링의 전류에 의한 발열 영향을 최소화하기 위해 지름을 달리하는 보조 스프링을 형상기억 스프링 내에 장착하여 기능을 원활하게 하여준다.

이를 위해, 본 고안은 외피 통(4)에 접점(3)(3')을 만들고 그 한쪽에 형상 기억 스프링(1)과 보조 스프링(2)을 장착한 후 양쪽 끝 선단(5)(5')을 연결하여 회로를 완성시킨다. 피 가열체가 임의의 온도에 이르면 이때 형상 기억 스프링(1)의 수축력에 의해 접점(3)(3')이 단락 되고, 다시 온도가 내려가면 자체 복원력과 보조 스프링(2)의 탄성에 의해 회로는 복귀되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

형상기억써말리미트{Shape Memory Thermal Limit}

본 고안은 과열 방지 장치(휴즈 기능)의 일종으로 예컨대, 임의의 온도에 의해 변형의 여유를 갖는 구조의 형상기억 스프링을 이용하여 제작됨으로써, 일정 온도에 이르면 형상기억 스프링이 수축하여 접점을 단락 시켜 전류의 흐름을 차단하고 일정 온도 이하가 되면 형상기억 스프링의 자체 복원력을 이용하여 다시 접점을 연결하여 전류를 흘러주어 회로를 연결시켜 주도록 한 것이다.

일반적으로 전기 다리미, 전기 밥솥 등 전기로 가열을 하는 전열 기기에서 요구하는 온도는 온도 조절기로 조절이 되는데, 이때 온도 조절기 또는 센서의 고장으로 필요 이상 온도가 상승하는 것을 차단시켜 전기 과열에 따른 화재 및 각종 안전 사고를 예방하기 위해 임의의 온도가 되면 녹아 내리는 성질을 이용한 일체 휴즈형의 소자를 사용하고 있다.

또한 온도 변화가 다른 두 종류의 금속판의 열팽창 계수를 이용한 바이메탈 스위치가 사용된다.

한편, 기존의 휴즈형의 과열 방지 장치는 제작이 쉽고 소형으로 가격도 저렴하여 널리 사용되고 있으나 일회성이기 때문에 한번 동작을 하게 되면 재사용이 불가능하여 이를 교체하는데 드는 비용이 인건비 등의 상승으로 부품의 몇 십 배에 달하고 있으며, 바이메탈이라 불리는 두종류의 금속판은 온도 편차가 많고 다양한 온도의 요구조건을 수용하기도 어려우며, 부피가 일회성 휴즈보다 커서 소형의 전기 제품에 사용하기가 부적합하다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도에 의해 변형의 여유를 갖는 형상기억 합금 스프링을 이용하여 리미트 스위치를 제작함으로써, 휴즈형 부품에 비해 소형 경량화를 이룰 수 있고 작용 온도에 의해 접점이 붙었다 떨어졌다하는 스위치 기능을 갖고 있어 재사용이 가능하므로 유지 보수비가 절약된다.

또한, 바이메탈 소자에 비해 온도 편차 범위가 좁아 안전성을 향상시키고 동작시키고자 하는 온도의 접근이 용이하다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트를 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트가 임의 온도에 이르러 회로가 단락된 상태의 단면도.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

1: 형상기억 스프링 2: 보조 스프링

3,3': 접점 4: 외피(통)

5,5': 선단

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 전열 기기의 과열에 따른 안전 사고를 방지하고자 사용되는 부품으로서, 구조적으로 임의의 온도에 의한 변형의 여유를 갖고 있는 형상 기억 합금으로 주 스프링을 사용한 소자로 이루어져, 효과적으로 전열 기기의 과열을 방지하도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트의 회로 단락 전의 내부 모양을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트의 임의의 온도에 의해 형상기억 스프링이 동작을 하여 회로가 단락 된 모양을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트는 형상기억 스프링(1)과 동작 후 접점이 복귀하도록 도와 주는 보조 스프링(2), 전기적 회로를 구성 시켜줄 접점(3), 스프링의 원활한 동작이 되도록 하고 외부 충격으로부터 보호해 주는 외피 통(4) 그리고 회로판에 연결되어지는 양끝선단(5)으로 구성되어 있다. 형상기억 스프링은 임의의 온도에 맞는 소재를 사용하여 임의의 모양의 스프링으로 제작하고 형상기억 처리를 시킨 후 다시 소자에 맞게 피치를 늘려서 지름을 달리하는 보조 스프링(2)과 같이 장착한다. 보조 스프링(2)은 형상 기억 스프링이 임의의 온도에 의해 형상 기억 처리된 모양으로 수축하여 접점을 단락 시켜준 후 다시 온도가 내려가 접점을 재 접촉 시켜줄 때 필요하다. 이는 양방향 형상기억 스프링의 단점인 복원력을 보완하기 위함이다. 또한, 스프링의 좌우 접속 부위는 2단 요철을 주어 주 스프링(1)과 보조 스프링(2)을 쉽게 조립하고 이탈을 방지하도록 한다. 이때 사용되는 형상기억 스프링의 재질은 티타늄과 니켈의 합금체이며, 보조 스프링은 열처리된 특수강이다. 접점(3) 부위는 통전이 쉬운 동으로 된 재질에 은 도금을 하고 외피 통(4)은 알루미늄 등으로 가볍고 저렴하고 가공이 용이하며 열에 대항하여 임의의 강도를 갖는 소재를 사용하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 일 실시 예에 따른 형상기억 써말 리미트의 작용을 설명하면 다음과 같다.

양쪽 선단이 전기 전자 회로로 구성되어 있어 통상적인 동작을 하고 있으면 도 1과 같이 형상기억 스프링(1)과 보조 스프링(2)의 탄성력에 의해 접점(3)이 접촉하고 있어 양쪽 선단(5)와 (5')로 전류가 흐른다.

계속 가열되어 임의의 온도에 이르면, 도 2와 같이 회로가 단락 된다. 이때 형상기억 스프링(1)은 본래의 형상기억 처리된 모양으로 돌아가 접점(3)(3')은 분리되어 양쪽 선단(5)와 (5')는 전류가 흐를 수 없게 되므로 전열 기기의 과열을 방지하여 전기 안전 사고를 예방한다.

이상과 같이 본 고안에 따른 형상기억 써말 리미트를 첨부된 도면을 참조로 설명하였다. 본 고안은 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 한정되지 아니하며 고안의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형이 이루어 질 수 있다. 예컨대,접점(3)을 사이에 두고 주 스프링(1)과 보조 스프링(2)을 사용하여 접점 형식을 변형시켜 소자를 구성하였을 경우 등 온도의 영향에 의해 변형의 여유를 갖는 구조의 형상기억 합금 소재로 된 스프링을 이용한 모든 써말 리미트 및 써말 리미트 스위치는 본 고안의 기술적 보호범위에 포함되는 것으로 보아야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 형상기억 써말리미트는 온도에 의해 변형의 여유를 갖는 구조의 형상기억의 특성을 보유함에 따라 재사용이 가능한 과열 방지 소자이다. 기존의 소자에 비해 경량화, 소형화, 반복 사용 가능에 의한 수리비 절감 그리고 온도 편차를 줄이는 효과가 있어 전열 기기의 과열을 방지하고 과열에 의한 각종 안전 사고를 예방할 수 있으며, 온도가 내려가면 접점은 다시 접촉하므로 재사용이 가능하게 되어 막대한 수리비를 절감할 수 있다.

Claims (2)

1. 온도에 의해 변형의 여유를 갖는 형상기억 합금 소재의 스프링을 사용하여 만든 모든 가전 및 전열기기의 과열 방지용 소자.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 형상기억 합금 스프링은 주로 티타늄과 니켈의 합금체인 것을 특징으로 하는 형상기억 써말 리미트.