KR200380211Y1 - 안전히터장치 - Google Patents

Abstract

수족관에 담겨지는 해수(海水)의 수온 조절 등에 사용되며, 특히 발열체 내부의 발열 온도를 직접 감지하면서 과다(過多) 발열을 방지할 수 있는 안전히터장치를 개시한다.

그러한, 안전히터장치는, 열선이 내장된 발열체와, 이 발열체의 단부에 배치되며 상기 열선의 작동 및 발열 온도를 조절하기 위한 제어부와, 상기 발열체 내부의 발열 온도를 열전도(熱傳導) 작용에 의해 감지하고 과다 발열을 방지하는 온도감지부를 포함하며,

상기 온도감지부는, 상기 발열체 내부에 배치되는 열전도체와, 이 열전도체를 통하여 상기 발열체 내부의 열을 감지하고 감지된 열에 의해 스위칭 동작이 이루어지면서 상기 열선들에 인가되는 전기를 공급하거나 차단하는 센서를 포함한다.

Description

안전히터장치{Heating Device}

본 고안은 안전히터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수족관에 담겨지는 해수의 수온 조절 등에 사용되며, 특히 발열체 내부의 발열 온도를 직접 감지하면서 과다(過多) 발열을 방지할 수 있는 안전히터장치에 관한 것이다.

일반적으로 각 가정이나 음식점의 수족관에는 발열체의 발열 작용으로 해수(海水)의 수온을 일정하게 유지시켜서 관상어나 활어 등이 서식하기 좋은 최적의 환경을 제공할 수 있도록 히터장치가 사용된다.

상기 히터장치는, 열을 발생하는 발열체와, 이 발열체의 발열 온도를 조절하기 위한 콘트롤박스와, 상기 발열체의 과다 발열을 방지하기 위한 온도감지부를 포함한다.

상기에서 온도감지부는 상기 발열체의 발열 상태를 지속적으로 감지하면서 과다 발열을 방지하기 위한 안전장치로서, 수족관의 해수 온도를 감지하는 방식이거나 상기 발열체의 외측 표면 온도를 감지하는 방식으로 상기 발열체의 과다 발열을 감지한다.

상기에서 전자의 방식은 수족관에서 해수의 온도에 의해 상기 발열체의 발열 온도를 간접적으로 감지하는 구조이므로 이러한 간접 감지방식으로는 만족할 만한 감지 능률과 효율 등을 얻기가 어려우므로 근래에는 상기 발열체의 표면 온도를 직접 감지하는 방식이 주로 사용된다.

이러한 직접 감지방식의 온도조절부는, 상기 발열체의 표면과 접촉하는 상태로 열전도체가 설치되고, 상기 발열체의 발열시 상기 열전도체를 통하여 전도되는 열에 의해 상기 발열체의 발열 온도를 감지하는 구조이다.

그러나, 상기한 히터장치의 온도감지부는, 상기 열전도체가 발열체 외부에 부착된 구조이므로, 수족관의 해수에 담겨진 상태로 발열 온도를 감지할 때에 외부 환경 예를들면, 해수의 온도 등에 따라 열전도율의 차이가 크게 발생하므로 만족할 만한 감지 효율을 얻기가 어렵다.

특히, 외부 온도가 낮은 겨울철에는 해수의 온도에 의해 상기 열전도체의 전도 효율이 더욱 저하되어 신속한 온도 감지가 어렵게 될 뿐만 아니라, 이와 같이 감지 속도가 늦어지면 상기 발열체의 과다 발열 상태를 신속하게 제어하지 못하게 되어 자칫 화재를 유발하거나 상기 발열체 내부가 고열에 의해 쉽게 변형 및 파손되어 내구성이 저하되는 문제가 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 외부 환경에 관계없이 발열체의 과다 발열 상태를 용이하게 감지하고 제어할 수 있는 안전히터장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 열선이 내장된 발열체와, 이 발열체의 단부에 배치되며 상기 열선의 작동 및 발열 온도를 조절하기 위한 제어부와, 상기 발열체 내부의 발열 온도를 열전도(熱傳導) 작용에 의해 감지하고 과다 발열을 방지하는 온도감지부를 포함하며,

상기 온도감지부는, 상기 발열체 내부에 배치되는 열전도체와, 이 열전도체를 통하여 상기 발열체 내부의 열을 감지하고 감지된 열에 의해 스위칭 동작이 이루어지면서 상기 열선들에 인가되는 전기를 공급하거나 차단하는 센서를 포함하는 안전히터장치를 제공한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 안전히터장치는, 열선(10)이 내장된 발열체(2)와, 이 발열체(2)의 단부에 배치되며 상기 열선(10)의 작동 및 발열 온도를 조절하기 위한 제어부(4)와, 상기 발열체(2) 내부의 발열 온도를 열전도 작용에 의해 감지하고 과다 발열을 방지하는 온도감지부(6)를 포함한다.

상기 발열체(2)는, 일측이 개구된 내부 공간을 가지는 파이프 형태의 발열 튜브(8) 내측에 상기 열선(10) 배치되고, 상기 발열튜브(8)에는 절연 상태로 상기 열선(10)을 고정할 수 있도록 절연재(12)가 채워진다.

상기 발열튜브(8)는 티타늄(Titanium)이나 지르코늄(Zirconium)과 같이 내구성과 내부식 등이 우수한 것으로 잘 알려진 금속재로 이루어지고, 상기 열선(10)은 철크롬(Fe-Cr)선이 사용된다. 그리고, 상기 절연재(12)로는 내열성이 우수한 것으로 잘 알려진 마그네시아(Magnesia)가 사용된다.

상기 열선(10)은 상기 제어부(4)측과 전기선(W)으로 연결되어 이 제어부(4)의 조작에 의해 전기 공급이 제어되면서 이미 잘 알려진 방법으로 발열된다. 즉, 상기 열선(10)에서 발생하는 열은 상기 절연재(12)를 거쳐서 상기 발열튜브(8)를 통하여 발열 작용이 이루어진다.

이때, 상기 열선(10)은 상기 발열튜브(8) 내측에서 최적의 발열 효율을 얻을 수 있도록 도 2에 도시한 바와 같이 배열될 수 있다.

상기 제어부(4)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 케이스(14)와, 이 케이스(14)의 일측에 배치되어 상기 열선(10)의 작동 및 발열 온도를 조절하기 위한 온도조절유니트(16)를 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(14)는 상기 발열체(2)의 개구된 단부측을 감싸는 상태로 설치되고 내부에는 일정한 크기의 공간부가 형성된 박스 형태로 이루어진다.

상기 온도조절유니트(16)는 전기를 공급받는 접속 플러그(18)와 연결되어 상기 열선(10)측에 인가되는 전기의 공급을 노브(20)를 통하여 제어하면서 작동 및 발열 온도 등을 조절한다. 이러한 유니트(16) 구조는 해당분야에서 상기와 같은 용도로 이미 널리 사용되는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 상기 케이스(14)에는 도면에는 나타내지 않았지만 상기 발열체(2)의 발열 온도를 외부에서 용이하게 확인 및 셋팅할 수 있도록 표시장치가 설치될 수 있다.

상기 온도감지부(6)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 발열체(2) 내부에 배치되는 열전도체(22)와, 이 열전도체(22)를 통하여 상기 발열체(2) 내부에서 발생하는 열을 감지하고 감지된 열에 의해 스위칭되면서 상기 열선(10)들에 인가되는 전기를 공급하거나 차단하는 센서(24)를 포함한다.

상기 열전도체(22)는 일정한 직경을 가지는 봉(奉) 형태로 이루어지고, 상기 발열튜브(8) 내측에 도 3에서와 같이 배치된다.

상기 열전도체(22)는 열전도가 우수한 구리(Copper) 재질의 금속봉이 사용될 수 있다.

상기 열전도체(22)는 상기 발열튜브(8) 내측에서 절연재(12)에 일측 단부가 매립된 상태로 고정된다.

상기 열전도체(22)는 상기 발열튜브(8) 내부에서 열선(10)의 배열 구간과 겹쳐지지 않도록 도 2에 도시한 바와 같이 상기 발열튜브(8) 중심부에 고정될 수 있다.

상기 센서(24)는, 도 4에 도시한 바와 같이 열에 의해 팽창 또는 수축되면서 스위칭 동작이 이루어지는 코일 형태의 바이메탈(Bi-Metal)이 사용되며, 상기 제어부(4) 즉, 케이스(14) 내부에서 상기 열선(10)과 연결되는 전기선(W)의 일측 구간에 위치되도록 상기 열전도체(22)의 단부측에 도면에서와 같은 자세로 고정된다.

상기 센서(24)에는 접지판(26)이 부착되고, 상기 전기선(W)에는 상기 접지판(26)을 사이에 두고 단락된 구간에 2개의 접지단자(28)가 형성된다.

상기한 센서(24)는 상기 케이스(14) 내부에서 상기 열전도체(22)를 통하여 전도되는 열에 의해 팽창되거나 수축되면서 상기 전기선(W)의 접지단자(28)들을 서로 연결하거나 단락시킨다.

즉, 상기 발열체(2)의 발열시에 상기 열전도체(22)측에 전도되는 열이 허용범위내의 온도일 때에는 도 4에서와 같이 수축된 상태가 되고, 허용범위 이상의 온도일 때에는 도 5에 도시한 바와 같이 팽창되면서 상기 전기선(W)의 접지단자(28)들을 서로 연결하거나 단락시키면서 상기 열선(10)측에 전기의 공급 또는 차단 상태가 가능하도록 스위칭된다.

상기한 구조로 이루어지는 온도감지부(6)는 상기와 같은 센서(24)의 스위칭 동작에 의해 상기 발열체(2)의 과다 발열을 용이하게 감지 및 제어할 수 있으며, 특히 상기 열전도체(22)를 통하여 상기 발열체(2) 내부의 발열 온도를 직접 감지하는 구조이므로 외부 온도 환경에 관계없이 항상 일정한 감지 능률과 효율을 얻을 수 있다.

상기에서는 센서(24)가 코일 형태의 바이메탈이 사용되는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 전기선(W)의 접지단자(28)를 연결할 수 있는 박판 형태로 이루어져서 팽창 또는 수축 작용으로 상기 2개의 접지단자(28)를 연결하거나 단락시킬 수 있으며 이외에도 본 고안의 목적을 만족하는 구조는 다양하게 실시될 수 있다.

또한, 상기 온도감지부(6)는 도 6에 도시한 바와 같이 온도퓨즈(30, Thermo Fuse)를 더 포함한다. 이 온도퓨즈(30)는 상기 케이스(14) 내부에서 상기 열전도체(22)의 전도열을 감지할 수 있는 상태로 위치되고, 상기 열선(10)과 연결되는 전기선(W)의 단락된 구간을 연결하는 상태로 설치된다.

상기 온도퓨즈(30)는 전류의 흐름에 관계없이 외부로부터 감지되는 열에 의해 자체 단락되는 통상의 구조로 이루어진다.

즉, 상기 온도퓨즈(30)는, 상기 열전도체(22)를 통하여 상기 센서(24)의 팽창 온도보다 높은 온도가 감지되면 열에 의해 상기 전기선(W)을 단락시켜서 상기 센서(24)의 스위칭 동작에 관계없이 상기 전기선(W)을 통하여 상기 열선(10)측에 공급되는 전기를 영구적으로 차단한다.

상기와 같이 온도퓨즈(30)가 설치되면 상기 발열체(2)의 과다 발열을 이중으로 제어할 수 있으므로 도 7에 도시한 바와 같이 수족관(32)에 설치된 후 해수의 수온 유지를 위하여 발열될 때에 더욱 향상된 제어 신뢰도와 안정성 등을 얻을 수 있다.

상기에서는 제어부(4)와 발열체(2)가 수족관(32)의 벽면에 거치된 상태로 상기 발열체(2)의 발열 작용이 이루어지는 거치형 구조를 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

예를들면, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 수족관(32) 내부에 담겨진 해수에 상기 발열체(2)와 제어부(4) 전체가 매립된 상태로 발열 작용이 이루어지는 매립형 구조일 수도 있다.

상기에서는 본 고안에 따른 안전히터장치의 바람직한 일실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 고안의 범위에 속한다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은, 상기 온도감지부의 열전도체가 발열체 내부에 설치되고, 이 열전도체를 통하여 전도되는 열에 의해 상기 발열체의 과다 발열 분위기를 센서로 직접 감지하고 제어하는 구조이므로 상기 발열체의 외부 환경에 관계없이 항상 일정한 온도 감지효율 및 능률 등을 얻을 수 있다.

게다가, 상기 온도감지부는 상기 발열체의 과다 발열 상태를 상기 센서는 물론이거니와 온도퓨즈에 의해 2중으로 제어할 수 있으므로 더욱 향상된 제어 신뢰도와 안정성 등을 얻을 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 안전히터장치의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1의 발열체 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 요부 확대도면이다.

도 4는 도 1의 온도감지부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 4의 상태에서 센서의 스위칭 동작에 의해 열선측에 전기 공급이 차단된 상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 고안에 따른 온도감지부의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 고안에 따른 안전히터장치의 사용상태를 나타내는 도면이다.

Claims (3)

1. 열선이 내장된 발열체와, 이 발열체의 단부에 배치되며 상기 열선의 작동 및 발열 온도를 조절하기 위한 제어부와, 상기 발열체 내부의 발열 온도를 열전도(熱傳導) 작용에 의해 감지하고 과다 발열을 방지하는 온도감지부를 포함하며,

   상기 온도감지부는, 상기 발열체 내부에 배치되는 열전도체와, 이 열전도체를 통하여 상기 발열체 내부의 열을 감지하고 감지된 열에 의해 스위칭 동작이 이루어지면서 상기 열선들에 인가되는 전기를 공급하거나 차단하는 센서를 포함하는 안전히터장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 센서는 코일 또는 판상의 바이메탈이 사용되고, 상기 열전도체를 통하여 전도되는 열에 의한 팽창 또는 수축 작용으로 스위칭 동작이 이루어지면서 상기 열선에 전기를 공급하기 구간을 연결하거나 단락시키는 것을 특징으로 하는 안전히터장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 안전히터장치는, 온도퓨즈를 더 포함하고, 이 온도퓨즈는, 상기 열전도체를 통하여 상기 센서의 스위칭 온도 이상의 전도열이 감지되면 상기 열선에 전기를 공급하는 구간을 영구(永久) 단락시키는 것을 특징으로 하는 안전히터장치.