KR200395342Y1 - 온도조절기 및 이에 사용되는 발열선 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기 장판, 전기요, 전기 찜질기 등의 온열기에 사용되는 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 가열과 온도검출을 무전자파로 할 수 있는 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기 및 그 방법에 관한 것이다. 또한 본 고안은 발열선의 가열 온도를 조절하거나 발열선의 임의의 지점이 국부적으로 과열되는 경우에 별도의 온도센서 없이도 발열량을 감소시키고 온도를 조절하는 동시에, 전열선 일단부를 단락시키지 않고도 발열선에 자기장이 발생되지 않도록 하고 누설 전기장의 발생을 차단하는 침구류용 온도감지 무전자파 발열선 및 온도조절기에 관한 것이다.

본 고안의 구성은 서로 나란히 배치된 제 1,2 전열선과 NTC 써미스터를 포함하는 발열선과 연결되고, 상기 제 1 전열선에서 출력된 온도신호 전압을 기준전압과 비교하여 온도 제어신호를 출력하는 온도조절 제어부; 및 상기 온도조절 제어부의 제어에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 상기 제 2 전열선의 반대편 단으로부터 상기 제 1 전열선의 타단과 일단을 통해 전원측으로 가열전류가 되돌아 흐르도록 하는 제어 정류부를 포함하여 이루어지고, 온도검출과 가열시 상기 전열선이 자계를 서로 상쇄시켜 무자계를 형성하는 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기와 이에 사용되는 발열선을 제공한다.

본 고안은 별도의 온도검출 장치를 구비하지 않더라도, 교류 입력 전류의 반파 동안은 온도를 검출하고, 나머지 반파 동안은 가열할 수 있도록 하여, 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 온도를 검출하거나 과열을 방지할 수 있도록 하고, 유도 자기장과 누설 전기장이 발생하는 것을 차단하여 인체에 악영향을 미치는 요소를 원천적으로 제거하는 효과를 갖는다.

Description

온도조절기 및 이에 사용되는 발열선 {Temperature controller and heating wire therefor}

본 고안은 전기 장판, 전기요, 전기 찜질기 등의 온열기에 사용되는 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 가열과 온도검출을 무전자파로 할 수 있는 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기 및 그 방법에 관한 것이다. 또한 본 고안은 발열선의 가열 온도를 조절하거나 발열선의 임의의 지점이 국부적으로 과열되는 경우에 별도의 온도센서 없이도 발열량을 감소시키고 온도를 조절하는 동시에, 전열선 일단부를 단락시키지 않고도 발열선에 자기장이 발생되지 않도록 하고 누설 전기장의 발생을 차단하는 침구류용 온도감지 무전자파 발열선 및 온도조절기에 관한 것이다.

인간의 숙면에는 온도와 습도 등의 침상 주변조건이 중요한 요건으로 작용하며, 일반 가정의 경우에 침상의 온도를 적정하게 유지하기 위하여 전기장판, 전기요, 전기 찜질기 등의 전열 침구류, 온열기를 많이 사용하고 있다. 이러한 전열 침구류, 온열기에는 내부에 발열선이 내장되어 있어서, 발열선에 전원을 공급하면 열을 발생하게 된다. 따라서 발열선 주변의 온도를 감지하여 그에 상응하게 전원 공급을 제어하는 온도 조절기가 필수적으로 구성되어 있다.

종래의 침구류용 발열선은 평행하게 배열되어 있는 두 개의 금속 전열선 중 한쪽 끝단을 단락시키고, 발열선과 분리된 별도의 온도감지 센서를 장착하여 온도를 검출했다. 그러나, 온도센서와 발열선을 분리하는 방식은 발열선 내부의 단락으로 인해 발생하는 발열선 전체의 온도를 검출하지 못할 뿐만 아니라, 임의의 위치에서의 국부적인 과열도 검출하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 발열선이 국부적으로 과열하거나 단락 및 단선이 되면, 화재 및 감전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또 다른 종래의 방법으로는, 평행하게 배열되어 있는 두 개의 금속 전열선 중 한쪽 끝단을 단락시킨 외주면 또는 내중심면에 별도의 온도센서를 추가하여 제 3의 전선으로 온도를 검출하는 방법을 사용하였다. 그러나, 발열선과 분리하지 않고 제 3의 전선으로 온도를 검출하는 방법은 온도센서층과 제3의 금속층이 발열선에 추가되기 때문에, 무자계 전열선의 굵기가 커져서 얇은 침구류에는 사용하지 못하고, 발열선 생산공정이 복잡하며 생산원가가 상승하는 등의 문제점이 존재한다. 아울러, 위에 언급된 종래 기술들은 모두 발열선의 온도 제어에 문제가 있거나, 발열선의 굵기가 굵어져 실용선이 실용성이 떨어지거나, 전압, 전류로 인한 유해 전자파를 차단하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

한편, 발열선과 관련하여, 전기장판, 전기요 또는 찜질매트와 같은 전열 침구류, 온열기 등에서 발열체로 사용되는 일반적인 무자계 발열선은 대체로, 폴리에스터 실(thread)이나 글라스 울로 이루어진 심실, 상기 심실에 나선형으로 권취되는 히터 코일, 상기 심실 외주면의 상기 히터 코일 위에 절연을 위하여 피복되는 내부절연체, 상기 내부절연체의 외주면에서 도선이나 그물 형태로 배선되어 접지되는 실드(shield), 그리고, 상기 실드 위에 피복되는 외부 절연체 등으로 이루어져 있다. 위 구성에서 상기 히터 코일과 실드는 각 끝단이 접속되어 전기적으로 직렬로 연결되며, 이들의 각 선단부는 전원의 (+)(-) 단자에 각각 연결되는 전원입력단자가 된다.

이러한 일반적인 무자계 발열선은 내부절연체를 구비함에 따라 그 두께로 인해 굵기가 매우 굵고 굴신성(屈伸性)이 취약하다는 단점이 있었다. 즉, 위 종래 침구류용 무자계 발열선은 발열시 히터 코일의 고열로 인해 내부절연체가 연화(軟化)되어 절연성 급격히 떨어지므로 히터 코일과 실드의 단락을 막기 위해서는 내부절연체의 두께가 두꺼워질 수밖에 없었기 때문에 굵기가 적어도 6 mm 이상으로 매우 굵어 전기 매트 등에 적용할 경우 표피 위로 불거져 사용자의 몸에 배기는 문제점이 있었으며, 전기요, 모포, 장판 등과 같이 얇은 침구류에는 굵기와 굴신성의 문제로 인해 적용하기가 거의 불가능하였다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 특허공개 제2004-87853호에 개시된 것과 같은 발열선을 안출하게 되었다. 개선된 상기 발열선은 에나멜층이 코팅된 발열선을 사용하여 내부절연체의 두께를 감소시키는 동시에, 리드선을 내부절연체의 외면에 나선 구조로 감아서 굽힘응력을 반복적으로 받는 경우에도 성능이 떨어지지 않게 되는 효과를 갖는 것이었다. 이로써 두께가 너무 두꺼워지고, 굴신성이 취약하다는 종래의 문제점은 완전히 해결할 수 있게 되었다.

다만, 상기 개선된 발열선은 국부적인 과열을 검출하고 이에 따라 통전을 조절하는 기능을 수행할 수 없었다. 수십 미터에 달하는 발열선이 임의의 위치에서 국부적으로 과열되거나 기준 온도를 넘게 되는 경우, 화재 또는 화상의 위험이 있으므로 전원을 차단하여야 하는데, 이를 위해서는 별도의 온도검출장치가 있어야 한다. 즉 긴 발열선의 온도 검출을 위해서는 임의의 위치에 다수의 온도검출장치를 추가로 구비하여야 하는 번거로운 점이 있었으며, 이러한 온도검출장치는 침구류 외측으로 돌출되는 형상으로 구성되므로 사용자에게 불편을 주며, 특히 얇은 침구류에는 온도검출장치를 부착할 수 없다는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 가열과 온도검출을 무전자파로 할 수 있는 온도조절기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 침구류 등에 사용되는 발열선으로부터 방출되는 유해 전자파를 차단할 수 있는 온도조절기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은 전열선의 온도제어가 불가능하면 전원퓨즈를 강제로 단선시켜 과전류 공급을 차단할 수 있는 온도조절기 및 그 방법을 제공하는 것이다. 또한 단락으로 인해 발생하는 전열선 전체의 온도 뿐만 아니라 임의 위치에서의 국부적인 과열도 검출할 수 있는 온도조절기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 발열선의 표면 전기장을 영 전위로 접지시킬 수 있는 온도조절기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 고안은 제1전열 레이어와 제2전열 레이어의 사이에 써미스터를 구비하여, 발열선이 기준 온도에 이르거나 발열선의 임의의 지점이 과열되는 경우 그 부분의 써미스터 저항이 감소함에 따라 발열량이 자동으로 감소될 수 있도록 하는 온도감지 무전자파 발열선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 고안은 제2전열 레이어 양단에 전압강하를 낮게 유지하여 무전자파를 이루는 동시에 전기장 누설을 감쇠 제어하기 위한 실드가 가능하게 하며, 일부 누설되는 전기장을 완전 차단하기 위해 별도의 도전피복 레이어를 제2전열 레이어의 외주면에 피복시켜, 자기장과 전기장으로 동시에 차단하는 무전자파 발열선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 고안은 제2전열 레이어를 감싸는 도전피복 레이어를 피복시켜, 누설 전기장이 발생하는 것을 원천적으로 차단하는 무전자파 발열선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안의 일실시례에서는 서로 나란히 배치된 제 1,2 전열선과 NTC 써미스터를 포함하는 발열선과 연결되고, 상기 제 1 전열선에서 출력된 온도신호 전압을 기준접압과 비교하여 온도 제어신호를 출력하는 온도조절 제어부; 및 상기 온도조절 제어부의 제어에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 상기 제 2 전열선의 반대편 단으로부터 상기 제 1 전열선의 타단과 일단을 통해 전원측으로 가열전류가 되돌아 흐르도록 하는 제어 정류부를 포함하여 이루어지고, 온도검출과 가열시 상기 전열선이 자계를 서로 상쇄시켜 무전자파를 형성하는 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기를 제공한다.

상기 제 1 전열선의 일단에 인가되는 온도검출용 전압을 조절하기 위한 온도전압 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도조절 제어부는 상기 기준전압을 출력하는 기준전압 발생부; 상기 온도전압을 상기 기준전압과 비교하여 상기 온도전압이 상기 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 비교검출부; 상기 비교검출부의 구동신호에 의해 구동되며 상기 트리거 신호를 일정시간 동안 지연시키는 트리거 지연부; 및 상기 트리거 지연부가 지연시킨 시간동안 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 정류부는 상기 제 1 전열선의 타단과 상기 제 2 전열선의 사이에 가열전류 유턴용 정류기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 가열전류 유턴용 정류기는 상기 제 1 전열선의 타단에 캐소드가 연결되고 동일 측면의 제 2 전열선에 애노드가 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어 정류부는 애노드가 상기 제 1 전열선의 일단에 상기 온도전압 조절부와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며 상기 온도조절 제어부의 제어신호에 의해 온 되는 제어 정류기를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제어 정류부는 애노드가 상기 제 1 전열선의 일단에 상기 온도전압 조절부와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며 상기 온도조절 제어부의 제어신호에 의해 온 되는 제어 정류기를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제어 정류부는 상기 제 1 전열선의 타단에 캐소드가 연결되고 동일 측면의 제 2 전열선에 애노드가 연결된 가열전류 유턴용 정류기; 애노드가 상기 제 1 전열선의 일단에 상기 온도전압 조절부와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며 상기 온도조절 제어부의 제어신호에 의해 온 되는 제어 정류기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도전압 조절부는 일단이 전원과 연결된 저항; 및 상기 저항의 타단과 상기 제 1 전열선의 일단 사이에 직렬로 연결된 온도검출 조정용 가변저항으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 온도전압 조절부는 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 저항; 상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항 사이에 연결된 가변저항; 및 일단이 전원에 연결되고 타단이 상기 가변저항의 가동편에 연결된 제 3 저항을 포함하고, 상기 제 1 저항의 일측이 상기 제 1 전열선에 연결되고, 상기 제 2 저항의 일측이 동일 측면의 제 2 전열선에 연결되며, 상기 가변저항 값의 조절에 의해 입력 임피던스를 매칭하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도전압 조절부는 상기 제 1 전열선의 일단에 인가되는 전압을 고정하기 위한 저항으로 구성되고, 상기 기준전압 발생부는 가변적으로 설정할 수 있는 기준전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도조절 제어부는 기준전압과 지연시간을 설정하기 위한 입력부; 출력된 온도전압이 상기 기준전압보다 높으면 트리거 신호를 상기 설정된 지연시간 동안 지연하도록 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부; 상기 제어부의 제어에 따라 입력받은 기준전압과 지연시간을 출력하기 위한 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 아날로그 신호를 입출력하는 마이컴 칩인 것을 특징으로 한다.

상기 온도조절 제어부와 상기 제어 정류기의 게이트는 포토커플 SCR로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 온도조절 제어부는 상기 제어 정류기의 게이트에 직렬로 연결된 방전저항; 상기 방전저항에 직렬로 연결된 정류 다이오드; 상기 게이트 바이어스 저항과 정류 다이오드 사이에 병렬로 연결된 콘덴서; 비교 제너다이오드; 게이트 과입력 리미트 저항; 애노드가 콘덴서에 연결되고 게이트가 상기 게이트 과입력 리미트 저항에 연결된 SCR; 상기 게이트 과입력 리미트 저항과 상기 SCR의 게이트 사이에 병렬로 연결된 SCR 게이트 바이어스 저항; 및 상기 SCR의 애노드와 상기 콘덴서 사이에 연결된 충전전류 리미트용 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 정류기의 게이트는 포토커플 SCR로 절연되어 있고, 포토커플 SCR의 발광측은 방전저항과 직렬로 연결되어 있으며, 포토커플 SCR의 수신측은 트리거 저항과 직렬로 제어 정류기의 게이트와 애노드 사이에 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 전열선과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결된 제 1 다이오드; 상기 가열전류 유턴용 정류기와 병렬로 연결된 제너다이오드; 및 상기 제 2 전열선과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결된 제 2 다이오드로 구성된 역방향 과전류 안전장치를 더 포함하고, 상기 제어 정류기의 단락에 의한 과전류 발생시 상기 역방향 과전류 안전장치를 통해서 퓨즈가 차단되는 것을 특징으로 한다.

접지가 되어 있는 상기 제 2 전열선의 일단에 연결된 접지점등 표시기; 및 상기 접지점등 표시기를 꺼진 위치로 설정하여 상기 전열선의 표면 전기장을 차단하는 점검 테스트 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 실시례에서는 일단이 전원과 연결된 발열선의 반대편단 제 1 전열선에서 출력되는 온도전압을 검출하는 온도검출 과정; 상기 출력된 온도전압이 기준전압 보다 크면 제어신호를 출력하는 온도조절 과정; 및 상기 제어신호에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 제 2 전열선의 반대편 단으로부터 상기 제 1 전열선의 타단과 일단을 통해 전원측으로 전류가 흐르는 가열과정을 포함하는 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절 방법을 제공한다.

상기 제 1 전열선의 일단에 인가되는 온도검출용 전압을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도조절 과정은 상기 기준전압을 출력하는 단계; 상기 온도전압을 상기 기준전압과 비교하여 상기 온도전압이 상기 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 단계; 상기 구동신호에 의해 구동되며 트리거 신호를 일정시간 동안 지연시키는 단계; 및 상기 지연시간 동안 트리거 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 온도조절기 및 온도조절 방법과 함께 사용되기 위한 본 고안의 발열선 구성은, 전원의 어느 한쪽 단자와 연결되는 제1전열 레이어; 상기 제1전열 레이어를 감싸며 피복되는 써미스터 레이어; 상기 써미스터 레이어의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자와 연결되는 제2전열 레이어; 및 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어를 감싸면서 절연하는 절연 레이어;를 포함하여 구성되어, 상기 제1전열 레이어와 제2전열 레이어에 흐르는 가열전류와 온도검출전류의 크기가 동일하고 전류 방향이 반대이며, 제2전열 레이어는 실드 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

또는 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 제1전열 레이어; 상기 제1전열 레이어를 감싸며 피복되는 써미스터 레이어; 상기 써미스터 레이어의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자에 연결되는 제2전열 레이어; 및 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어의 외측을 감싸는 도전피복 레이어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1전열 레이어는: 중심의 심실; 및 상기 심실의 외주면에 나선형으로 감기며 일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열선;을 포함하고, 상기 전열선을 통해 통전되는 것을 일 특징으로 한다.

또는 상기 제1전열 레이어는: 일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열 도선을 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어와 상기 절연 레이어의 사이에는, 상기 제2전열 레이어의 외주면에 피복되어 상기 제2전열 레이어를 감싸는 도전피복 레이어를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 써미스터 레이어는: 온도가 상승할 수록 저항값이 감소하는 부성 온도 특성(NTC) 써미스터를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 리드선을 포함하며, 상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 나선형으로 감겨지며, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 제1, 2리드선을 포함하며, 상기 제1, 2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 이중 나선형으로 감겨져, 상호 반복적으로 교차하며, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 제1, 2리드선을 포함하며, 상기 제1리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지고, 상기 제2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 종방향으로 배선되어 상기 제1리드선과 반복적으로 교차하며, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 금속 박판을 포함하며, 상기 금속 박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지며, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 금속 실드체를 포함하며, 상기 금속 실드체는 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸며, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는: 금속판을 포함하며, 상기 금속판은 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸고, 상기 금속판의 외주면에는 리드선이 나선형으로 감겨, 실드 기능을 수행하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 도전피복 레이어는: 전도성 합성수지 재질이며, 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어가 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제1전열 레이어의 전열선(또는 전열 도선)의 타단은 제1일방향성 정류기와 연결되어 상기 전열선의 타단에서 출력되는 전압을 출력할 수 있으며, 상기 제2전열 레이어의 타단은 제2일방향성 정류기의 일측과 연결되고, 상기 제1전열 레이어의 전열선(또는 전열 도선)의 타단은 상기 제2일방향성 정류기의 타측과 연결되어, 상기 전원으로부터 상기 제2전열 레이어의 일단측으로 공급된 가열전류가 상기 제2일방향성 정류기를 지나 상기 제1전열 레이어의 전열선(또는 전열 도선) 타단측으로 입력되어, 상기 전원으로 되돌아 흐르도록 하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어의 일단은 그라운드에 접지되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2전열 레이어는 상기 써미스터 레이어에 감기는 리드선 또는 금속 박판을 포함하고, 상기 써미스터 레이어와 상기 리드선 또는 금속 박판의 외측을 감싸는 금속판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 절연 레이어 또는 도전 피복 레이어의 내측에는 일 면에는 금속판이 구비되고, 상기 금속판의 배면에는 절연층이 형성되는 금속판 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 목적과 특징 및 효과는 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 고안은 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 가열과 온도검출이 무전자파로 구현되는 온도조절기를 바람직한 실시례로 제안한다.

도 1은 본 고안에 따른 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기의 구성을 간략하게 나타낸 일실시례 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시한 발열선을 간략하게 나타낸 일실시례 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안은 발열선(16)과, 온도전압 검출용 정류기(17)와, 온도조절 제어부(30)와, 제어 정류부(18,19)를 포함한다.

침구류용으로 사용되는 발열선(16)은 절연코어의 외주면에 권선되어 있는 제 1 전열선(13)과, 제 1 전열선(13)을 감싸고 있으며 온도가 상승할수록 저항값이 낮아지는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor)(14)와, NTC 써미스터(14)의 외주면에 권선되어 있는 제 2 전열선(15)과, 제 2 전열선(15)을 둘러싸는 절연피복으로 이루어져 있다. 제 1 전열선(13)과 제 2 전열선(15)은 서로 나란하게 또는 평행하게 배치되어 있다.

그리고 본 고안은 제 1 전열선(13)의 일단에 인가되는 온도검출용 전압을 조절하기 위한 온도전압 조절부(31)를 더 포함할 수 있다. 본 실시례에서 온도전압 조절부(31)는 일단이 전원과 연결된 저항(11)과, 저항(11)의 타단 및 제 1 전열선(13)의 일단 사이에 직렬로 연결된 온도검출 조정용 가변저항(12)을 포함한다. 가변저항(12)은 NTC 써미스터(14)에 입력되는 전압을 가변시켜 온도조절을 가능하게 한다.

온도전압 검출용 정류기(17)는 제 1 전열선(13)의 타단에 직렬로 연결되어 있으며, 제 1 전열선(13)의 타단에서 출력되는 온도전압을 통과시킨다. 본 실시례에서 온도전압 검출용 정류기(17)는 다이오드인 것이 바람직하다. 교류 입력전원이 온(on)되면, 교류 사이클 중 선 반주기는 제 1 전열선(13)과 제 2 전열선(15) 사이의 NTC 써미스터(14)의 온도 저항값 변화를 온도전압 검출용 정류기(17)로 출력한다. 온도검출신호 전류는 제 1 전열선(13)을 지나 NTC 써미스터(14)에서 유턴하여 제 2 전열선(15)으로 되돌아 흘러나온다. 이 때 제 1 전열선(13)과 제 2 전열선(15)에서 흐르는 온도검출신호 전류는 상호 반대 방향이 되므로 자기장이 상쇄되어 무자계 상태로 온도검출신호 전류가 흐른다.

상기 온도전압 검출용 정류기(17)는 이론적으로 설명하기 위한 등가회로에서는 온도검출동작과 가열동작이 분리되고, 온도검출동작에서 사용, 동작된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 그런데 실제 회로의 구성시에는 온도신호전압을 받아들이는 온도조절제어부(30)에서 필요한 전력이 수mW 이하의 소신호 전력이면 족하므로, 온도전압조절부(31)의 온도신호전압 출력값도 수mW 이하로 동작하게 된다. 또한 온도조절제어부(30){특히, 비교검출부(21) 내에 SCR(90)을 구비하는 경우에는 +, - 선택동작이 가능하게 된다}의 자체 입력신호 증폭동작점의 설정에 따라 +, - 양파 신호 또는 +, - 신호 중 어느 한 쪽만을 선별하여 임의 동작할 수도 있게 된다.

따라서 작은 신호에서는 정류가 불필요 하거나, + 신호 한 쪽 신호를 선택하여 사용하는 등의 실제 회로 구성 조건에서는 온도검출용의 온도전압 검출용 정류기(17)가 논리적으로 중첩 사용되게 되므로 온도전압 검출용 정류기(17)를 생략할 수도 있다. 즉, NTC 써미스터(14)의 온도신호전압 변환 소비전력을 수mW 이하로 변환 검출할 경우, NTC 써미스터 검출용 신호전압을 교류전압이나 직류전압으로 선택할 수 있고, 온도조절제어부(30)가 써미스터 검출 입력신호 증폭동작점을 설정하는 조건에 따라 온도전압 검출용 정류기(17)의 유무를 선택적으로 적용할 수 있다.

온도조절 제어부(30)는 제 1 전열선으로부터 출력된 온도전압이 기준전압 보다 크면 제어신호를 출력한다. 본 실시례에서 온도조절 제어부(30)는 기준전압을 출력하는 고정 기준전압 발생부(20)와, 온도전압을 기준전압과 비교하여 온도전압이 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 비교검출부(21)와, 비교검출부(21)의 구동신호에 의해 구동되며 트리거 신호를 일정시간 동안 지연하도록 하는 트리거 지연부(22)와, 트리거 지연부(22)가 지연시킨 시간동안 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부(23)를 포함한다.

제어 정류부(18,19)는 트리거 신호에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 제 2 전열선(15)의 반대편 단으로부터 제 1 전열선(13)의 타단과 일단을 통해 전원측으로 가열전류가 유턴하여 흐르도록 한다. 본 실시례에서 제어 정류기는 가열전류 유턴용 정류기(18)와 제어 정류기(19)를 포함하여 이루어져 있다.

가열전류 유턴용 정류기(18)는 제 1 전열선(13)의 타단에 캐소드가 연결되고 동일 측면의 제 2 전열선(15)에 애노드가 연결되어 있으며, 본 실시례에서는 다이오드를 사용하고 있다.

그리고, 제어 정류기(19)는 애노드가 제 1 전열선(13)의 일단에 온도전압 조절부(31)와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며, 트리거 입력부(24)의 트리거 신호에 의해 온 된다. 제어 정류기(19)로는 전력제어용 실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier ; 이하 SCR)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

트리거 지연부(22)는 교류전원 사이클의 온도검출 주기에서 시작하여 가열 주기에서 제어 정류기(19)가 온 될 때까지 유지되며, 이 때 제어 정류기(19)가 제로점에서 온 되어 전력을 제어하는 것이 특징이다.

무자계 가열동작은 온도조절 제어부(30)의 트리거 신호 출력에 의해서 제어 정류기(19)가 온 되면, 전원과 직렬로 연결된 제 2 전열선(15), 가열전류 유턴용 정류기(18), 제 1 전열선(13) 및 제어 정류기(19)에 가열전류가 흘러서 전열선이 가열된다.

도 3은 도 1에 도시된 구성의 온도검출 과정 및 전류흐름을 설명하기 위한 등가 회로도이고, 도 4는 도 1에 도시된 구성의 가열과정 및 전류흐름을 설명하기 위한 등가 회로도이다. 도 5는 온도에 따라 저항값이 변하는 써미스터와 본 고안의 온도조절기에 사용되는 발열선의 특징을 도시한 그래프이고, 도 6은 교류전원 입력에 따른 발열선의 온도검출 및 가열동작과 무자계 형성과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 고안의 실시례에 도시하지는 않았지만, 트리거 신호에 의해서 가열전류 유턴용 정류기(18) 또는 가열전류 유턴용 정류기(18)와 제어 정류기(19) 모두 온 되도록 구현할 수도 있다. 이 때, 가열전류 유턴용 정류기(18)와 제어 정류기(19)는 모두 SCR인 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 실시례로 도 7에 도시된 구성과 같이 온도전압 조절부와 전열선 입력 임피던스의 매칭을 개선할 수 있다. 도 1과 같은 구성의 경우 온도검출시 영(0) 전압을 찾기 어렵고 가변저항 값을 크게 해야 하지만, 도 7과 같이 구성하면 영 전압을 쉽게 찾을 수 있어서 전압의 높고 낮음을 조절하기 용이하다.

또 다른 실시례로, 도 8에 도시된 것과 같이 도 1의 온도검출용 가변저항(12)을 가변 기준전압 발생부(20a)로 대체하여 구현할 수도 있다. 저항(11)은 제 1 전열선(13)의 일단에 인가되는 전압을 고정하고, 가변 기준전압 발생부(20a)는 기준온도를 가변적으로 설정할 수 있다. 따라서, 가변 기준전압 발생부(20a)를 이용하여 온도를 조절할 수 있다.

도 9는 아날로그 신호를 입출력하는 마이컴을 이용하여 온도조절 제어부를 구현한 다른 실시례 구성도이다. 도 9를 참조하면, 온도조절 제어부(30)는 전원부(41)와, 기준전압과 지연시간을 설정하기 위한 입력부(42)와, 온도전압 검출용 정류기(17)에서 출력된 온도전압이 기준전압보다 높으면 트리거 신호를 설정된 지연시간 동안 지연하도록 제어하는 제어부(43)와, 제어부(43)의 제어에 따라 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부(44)와, 제어부(43)의 제어에 따라 기준전압과 지연시간을 출력하기 위한 출력부(45)를 포함한다.

도 10은 도 1의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이고, 도 11은 도 7의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이다. 도 10 및 11을 참조하면, 단락에 의한 전열선 과열을 방지하는 것과 발열선의 표면 전기장을 차단하는 하는 기능이 추가되어 있다. 참고로, LED(70)와 저항(71)은 전원 표시등이며, LED(72)와 저항(73)은 가열 표시등이다.

본 실시례에서 도 1의 온도조절 제어부(30)는 제어 정류기(94)의 게이트에 직렬로 연결된 방전저항(93)과, 방전저항(93)에 직렬로 연결된 정류 다이오드(95)와, 게이트 바이어스 저항(93)과 정류 다이오드(95) 사이에 병렬로 연결된 콘덴서(92)와과, 비교 제너다이오드(87) 및 게이트 과입력 리미트 저항(88)과, 애노드가 콘덴서(92)에 연결되고 게이트가 게이트 과입력 리미트 저항(88)에 연결된 SCR(90)와, 게이트 과입력 리미트 저항(88)과 SCR(90)의 게이트 사이에 병렬로 연결된 SCR 게이트 바이어스 저항(89)과, SCR(90)의 애노드와 콘덴서(92) 사이에 연결된 충전전류 리미트용 저항(91)으로 이루어져 있다.

역방향 과전류 안전장치는 제 1 다이오드(101)와, 제너다이오드(102)와, 제 2 다이오드(103)로 구성된다. 제 1 다이오드(101)는 제 1 전열선(85)과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결되어 있다. 즉, 애노드가 제어 정류기(94)의 애노드와 연결되어 있고, 캐소드가 가열전류 유턴용 정류기(97)의 캐소드에 연결되어 있다. 제너다이오드(102)는 가열전류 유턴용 정류기(97)와 병렬로 연결되어 있다. 그리고, 제 2 다이오드(103)는 제 2 전열선(98)과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결되어 있다. 즉, 애노드가 제너다이오드(102)의 애노드와 연결되어 있고, 캐소드는 제 2 전열선(98)의 타단과 연결되어 있다.

제어 정류기(94)가 단락되면, 다이오드(95), 게이트 보호용 제너다이오드(104), 다이오드(101), 게이트 보호용 제너다이오드(102) 및 다이오드(103)를 통하여 역방향 과전류가 흐른다. 과전류가 퓨즈를 단선시킴으로써 과열로부터 회로를 보호할 수 있다.

한편, 저항값이 높은 제 2 전열선(98)으로 일반적인 리드선 대신에, 테잎 형태로 일정 폭을 갖는 동박을 나선형으로 도선에 감는 방식의 발열선을 사용하면, 역방향 과전류를 별도의 안전장치로 제어할 필요가 없게 된다. 왜냐하면 동박은 저항값이 매우 낮아 리드양단에 역방향 과전압이 발생하지 않기 때문이다.

따라서 도 16 내지 도 19에 도시된 것과 같이, 별도의 역방향 과전류 검출을 위한 제 2 다이오드(103)가 없더라도 역방향 과전류가 흘러 휴즈를 단선시킴으로써 과열로부터 회로를 보호할 수 있게 된다. 한편, 제 2 전열선(98)은 저항값이 낮으므로 발열 기능보다 실드 기능을 주로 하게 된다. 따라서 게이트 보호용 제너다이오드(102)는 무자계 전류가 흐르도록 하는 방향을 잡아주는 기능을 하는 동시에 역방향 과전류를 흐르도록 하는 2가지 기능을 하는 핵심 기능 소자이다.

한편, 표면 전기장 차단부는 접지가 되어 있는 제 2 전열선의 일단에 연결된 접지점등 표시기(60,61)와, 접지점등 표시기를 꺼진 위치로 설정하여 전열선의 표면 전기장을 차단하는 점검 테스트 단자(TP)로 구성되어 있다. 접지점등표시기는 직렬로 연결된 저항(60)과 네온관판(61)으로 이루어져 있다.

점검 테스트 단자(TP)를 저항(60)과 네온관판(61)으로 이루어진 접지점등표시기가 점등하지 않는 위치로 선택하면, 발열선 외부면에 권선된 2차 전열선(98)이 접지되어 발열선의 표면 전기장이 영(0) 전위가 된다. 따라서, 발열선의 표면 전기장이 차단된다.

도 12는 도 10의 구성에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR(200)로 구현한 회로도이고, 도 13은 도 11의 구성에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR(200)로 구현한 회로도이다. 제어 정류기(94)에 입력되는 트리거 신호를 외부 신호로부터 절연하기 위해 포토커플 SCR(200)로 구현한 것이다.

도 14는 도 11 내지 14에 도시된 실시례의 실제 작동 파형도이고, 도 15는 본 고안에 따른 발열선의 무자계 온도조절 방법을 도시한 순서도이다.

본 고안은 일단이 전원과 연결된 발열선의 반대편단 제 1 전열선에서 출력되는 온도전압을 검출하는 온도검출 과정(S310)과, 온도전압이 기준전압 보다 크면 제어신호를 출력하는 온도조절 과정(S320)과, 제어신호에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 제 2 전열선의 반대편 단으로부터 제 1 전열선의 타단과 일단을 통해 전원측으로 전류가 흐르는 가열과정(S330)을 포함한다. 그리고, 본 고안은 제 1 전열선의 일단에 인가되는 온도검출용 전압을 조절하는 단계(S300)를 더 포함할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 온도조절 과정(S320)은 기준전압을 출력하는 단계와, 온도전압을 기준전압과 비교하여 온도전압이 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 단계와, 구동신호에 의해 구동되며 트리거 신호를 일정시간 동안 지연시키는 단계와, 지연시간 동안 트리거 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

이상과 같이 구성된 본 고안에서 무자계로 가열과 온도검출 하는 과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6과 같이 양(+)의 위상을 가진 전원이 인가되어 온도검출 상태로 동작하는 경우를 설명하기로 한다.

양(+)의 위상을 가진 전원이 인가되면 저항(11)과 온도검출 조정용 가변저항(12)에 의하여 제어된 전압이 제 1 전열선(13)과 제 2 전열선(15) 사이의 NTC 써미스터(14)에 가해진다. NTC 써미스터(14) 양단(제 1 전열선과 제 2 전열선)의 전위는 온도전압 검출용 정류기(17)와 제 2 전열선(15) 사이에서 온도전압으로 출력된다.

이 때, 온도전압은 온도에 반비례하여 출력되며, 온도검출시 작동되는 동작전류는 수 mA 이하의 매우 작은 전류가 흐른다. 이 경우 온도전압 검출용 정류기(17)가 없더라도, 온도조절 제어부(30)의 비교검출부(21)에서 정류가 가능할 수 있다. 도 5에는 온도변화에 따른 발열선과 NTC 써미스터(나이론 12계열)의 임피던스 변화가 도시되어 있다.

따라서, 제 1 전열선(13)과 제 2 전열선(15)은 NTC 써미스터(14)의 전극으로 활용되고, 전열선 전체 길이의 표면온도와 전열선 임의 부분에서 국부적으로 과열되는 것도 동시에 출력된다.

비교검출부(21)는 NTC 써미스터 양단에서 출력된 온도전압을 고정 기준전압 발생부(20)에서 출력된 기준전압과 비교하여, 온도전압이 기준전압보다 높으면 트리거 지연부(22)를 구동한다. 트리거 지연부(22)는 트리거 출력부(23)가 일정시간 동안 트리거 신호를 지연하도록 하며, 트리거 출력부(23)는 트리거 지연부(22)가 지연시킨 시간동안 트리거 신호를 출력한다.

이와 같이 교류전원이 양(+)인 동안에 온도검출과 온도제어 동작이 완료되며, 발열선을 무자계(무유도, 무전자파)로 가열하는 과정은 다음과 같다.

교류전원이 음(-)으로 인가되고 트리거 입력부(24)가 제어 정류기(19)를 온 시키면, 도 4와 같이 전원전류가 제 2 전열선(15)으로 인입되고 가열전류 유턴용 정류기(18)를 통해 다시 제 1 전열선(13)으로 되돌아 나온다. 그리고, 전류가 제어 정류기(19)의 애노드를 통해 흐르면 발열선이 가열되며, 이 때 흐르는 전류값은 제 1 전열선(13)와 제 2 전열선(15)의 내부저항 값으로 결정된다.

전열선이 가열되면 NTC 써미스터(14)의 임피던스가 낮아지므로, 교류전원이 양(+)의 위상을 가지는 다음 반주기 동안에는 온도전압이 낮아진다. 따라서, 온도전압이 기준전압보다 낮아진 경우 트리거 신호는 출력되지 않고, 이로 인해 제어 정류기(19)는 작동하지 않으므로 가열은 중단된다.

발열선은 도 6과 같이 입력전원의 반주기마다 온도를 먼저 검출한 후 가열하는 것을 반복하므로, 발열선의 내부단락 및 이상 유무를 확인한 후 가열하는 것이 가능하다.

발열선(16)에 전류가 흐르면 1차 전열선(13)에 의한 자기장의 위상과 2차 전열선(15)에 의한 자기장의 위상이 서로 반대이다. 그러므로, 발열선 내부의 전기자기장은 서로 상쇄되고, 제 1 및 제 2 전열선은 순수하게 무자계가 된다. 따라서, 온도검출과 가열이 반복되는 모든 과정에서 인체에 유해한 전자파가 발생하지 않게 된다.

본 고안의 다른 실시례로서 도 10이나 도 11과 같이 구현된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 10은 도 1의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이고, 도 11은 도 7의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이다.

SCR(90)은 트랜지스터로 대체하여 구현할 수 있다. 트랜지스터로 구현하는 경우, 신호가 작은 경우에는 트랜지스터의 파손 위험이 없으나, 큰 신호가 있는 경우에는 별도의 온도전압 검출용 정류기(17)를 구비하여 파손을 예방하는 것이 바람직하다. 다만 SCR을 사용하는 경우에는 별도의 정류기(17)가 필요없다.

도 1에 대한 설명과 마찬가지로 양(+)의 위상을 가진 교류전원이 인가되면 온도검출 회로가 동작한다. 도 10을 참조하면, 전원이 직렬로 연결된 저항(80)과 온도검출 조정용 가변저항(81)을 통해 발열선의 제 1 전열선(85)과 제 2 전열선(98) 양단에 인가되면, NTC 써미스터(84)가 정류기(86)를 통해 온도전압을 출력한다. 앞서 설명한 바와 같이, 온도 검출 전류가 작은 경우에는 정류기(86)를 생략할 수도 있다.

비교검출부(21)는 온도전압을 비교 제너다이오드(87)의 기준전압(도 14의 b)과 비교하여, 온도전압이 기준전압 보다 높으면 게이트 과입력 리미트 저항(88)을 통해 SCR(90)을 온 시킨다(도 14의 c). SCR(90)이 온 되면 전류가 정류 다이오드(95)를 통하여 트리거 지연부(22)의 콘덴서(92)를 충전(도 14의 d)시키고, 콘덴서(92)의 충전 전위량은 충전전류 리미트용 저항(91)의 저항값에 의하여 결정된다.

이와 같이 전원의 (+) 반주기 동안에 온도검출 동작이 완료되면 다음 (-) 반주기 동안에 가열동작을 하는데, 트리거 지연부(22)의 콘덴서(92)에 충전된 전하가 방전(도 14의 e)되면서 가열이 시작된다.

콘덴서(92)에 충전된 전하가 트리거 출력부(23)의 방전저항(93)을 통하여 제어 정류기(94)의 게이트를 트리거시켜 온 되면, 전류는 제 2 전열선(98)으로 인입된다. 그리고, 다이오드(97)를 통해 1차 전열선(85)으로 되돌아 나온 전류는 다이오드(96)를 통해 전원으로 돌아오므로 발열선을 무자계로 가열시킨다.

이와 같은 과정으로 발열선을 무자계 가열하는 것이며, 가열동작의 전력은 전열선의 저항값에 의해서 결정된다.

도 10과 도 11의 실시례는 모두 제어 정류기(94)의 단락에 의한 전열선 과열과, 1차 전열선(85)과 2차 전열선(98)의 단락에 의한 전열선 과열을 방지한다.

제어 정류기(94)가 단락되면, 정류 다이오드(95), 게이트 보호용 제너다이오드(104), 다이오드(101), 게이트 보호용 제너다이오드(102) 및 다이오드(103)를 통하여 역방향 과전류가 흐른다. 그러면, 과전류에 의해 퓨즈가 단선됨으로써 과열로부터 회로를 보호할 수 있다.

또, 제 1 전열선(85)과 제 2 전열선(98) 사이가 단락되면, 온도신호 검출전압이 영(0) 전위가 된다. 따라서, 비교검출부(21)는 트리거 신호를 출력하지 않으므로, 가열동작이 이루어지지 않게 되고 과열로부터 회로를 보호하게 된다.

한편, 제 2 전열선(98)에 연결된 점검 테스트 단자(TP)는 발열선 외부면에 권선된 제 2 전열선(98)을 접지시키는 회로이다. 점검 테스트 단자(TP)를 저항(60)과 네온관판(61)으로 이루어진 접지점등표시기가 점등하지 않는 위치로 선택한다. 그러면, 2차 전열선(98)이 접지되어 발열선의 표면 전기장이 영(0) 전위가 되므로, 발열선의 표면 전기장이 차단된다.

본 고안의 또 다른 실시례로서 도 12나 도 13과 같이 온도조절기를 구현할 수도 있다. 이들 실시례는 제어 정류기(94)의 게이트 트리거 부분을 분리시켜 포토 SCR(200)로 구현한 것이다.

포토커플 SCR(200)의 발광측은 방전저항(93)과 직렬로 연결되어 있으며, 포토커플 SCR(200)의 수신측은 트리거 저항(201)과 직렬로 제어 정류기(94)의 게이트와 애노드 사이에 연결되어 있다.

제어 정류기(94)의 게이트 트리거는 저항(201)과 포토 SCR(200)을 통해 공급되는 전류에 의해서 온 되며, 무자계로 가열되는 동작 전류방향이나 온도검출과 안전보호 등도 모두 도 10, 11의 구성과 동일하다.

한편, 도 20은 도 1의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 21은 도 20의 구성의 회로도이며, 도 22는 도 21의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다. 도 23은 도 1의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이고, 도 24는 도 23의 구성의 회로도이며, 도 25는 도 24의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다. 위 구성은 도 1의 온도조절제어부(30)를 발열선의 전원측 단부쪽에 구성한 변형 실시례에 대한 것으로서, 기타 구성, 조합은 도 1, 10, 12에 도시된 구성, 조합과 동등하다. 도 20 및 도 23에 도시된 구성은 온도전압조절부(31)의 위치를 선택에 따라 다양하게 구성할 수 있음을 나타내는 실시례이다.

도 26은 도 7의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 27은 도 26의 구성의 회로도이며, 도 28은 도 27의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다. 도 29는 도 7의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이고, 도 30은 도 29의 구성의 회로도이며, 도 31은 도 30의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다. 위 구성은 도 7의 온도조절제어부(30)를 발열선의 전원측 단부쪽에 구성한 변형 실시례에 대한 것으로서, 기타 구성, 조합은 도 7, 11, 13에 도시된 구성, 조합과 동등하다. 도 26 및 도 29에 도시된 구성은 가변저항의 위치를 선택에 따라 다양하게 구성할 수 있음을 나타내는 실시례이다.

도 32는 도 8의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 33은 도 8의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이다. 도 34는 도 9의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 35는 도 9의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이다. 상기한 바와 마찬가지로, 온도조절제어부(30)를 발열선의 전원측 단부쪽에 구성한 변형 실시례에 대한 것이며, 각각 온도전압조절부(31), 저항(11)의 위치에 따른 다양한 변형, 실시례가 가능함을 나타낸다.

이상의 본 고안은 상기에 기술된 실시례들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

한편, 상기한 바와 같은 구성의 온도조절기 및 온도조절 방법에 사용되는 발열선의 구성은 다양한 실시례로 구현될 수 있는바, 첨부된 도면에 기재된 다양한 실시례를 참조하여 본 고안의 구성을 상세하게 살펴보도록 한다.

[실시례1]

도 36 및 37은 본 고안의 제2전열 레이어에 리드선을 사용하는 실시례1-1, 1-2에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 36을 참조하면, 폴리에스터 등으로 이루어진 심실(311), 심실(311)의 외주면에 어느 한 방향으로 길이 방향을 따라 나선형태로 감겨진 전열선(312), 전열선(312)과 심실(311)의 외주면을 감싸며 피복되는 써미스터(313), 써미스터(313)의 외주면을 일정간격으로 상호 엇갈리며 이중 나선형태로 감긴 제1, 2리드선(314a, 314b), 써미스터(313)와 제1, 2리드선(314a, 314b)을 감싸며 피복되는 합성수지 재질의 절연 피복(315)으로 구성되어 있다.

전열선(312)은 단락시키지 않도록 하여, 제1, 2리드선(314a, 314b)과 직접 연결되지 않으며, 제1, 2리드선(314a, 314b)은 일단이 전원과 연결되며 접지된다. 제1, 2리드선(314a, 314b)은 접지됨으로써, 저항값이 낮아지게 되어 효율적으로 전기장을 차단할 수 있게 된다. 전열선(312)은 한쪽 끝이 단락되지 않으면서도 자기장이 유도되지 않도록 할 수 있으며, 전열선(312)의 국부적 과열을 검출할 수 있게 된다. 이를 위해서는 전력을 공급하는 전원장치(또는 온도조절기)에서 교류 전류의 반파는 온도검출에 사용하도록 하고, 나머지 반파는 가열하는데 사용하도록 하는 제어가 필요하다.

무자계를 위해서는 온도검출시 전열선(312)을 통해 입력된 전류가 리드선(314a, 314b)를 통해 나오도록 하며, 가열시 리드선(314a, 314b)을 통해 입력된 전류가 전열선(312)을 통해 나오도록 전원장치의 회로를 설정하여야 한다. 이 때 전열선(312)과 리드선(314a, 314b) 사이에 위치하는 써미스터(313)에서 온도에 따라 저항값이 변하게 되어, 발열량이 변하게 된다.

써미스터(313)는 NTC(negative temperature coefficient) 즉, 온도의 상승에 따라 저항이 감소하는 것을 사용하며, 나일론 재질의 나일론 써미스터를 사용하는 것이 바람직하다. 온도검출회로 동작시에 써미스터(313)가 온도에 민감하게 반응되며 저항값이 변하므로, 임의의 위치에서 과열되더라도 써미스터(313)에 영향을 미치게 되며, 자동적으로 발열선 자체가 방열량을 조절하게 된다. 따라서 사용자는 기준온도를 설정하여, 기준온도보다 높은 경우에는 발열이 안되고 기준온도보다 낮은 경우에는 발열되므로, 온도를 조절할 수 있게 된다. 따라서 과열을 방지하는 안전장치로서의 기능은 물론, 온도가 조절되는 기능을 수행할 수 있게 된다.

도 37을 참조하면, 실시례1-1의 구성과는 제2전열 레이어 즉, 제1, 2리드선의 배치가 다르다. 즉, 제1리드선(314c)은 동일하게 나선형으로 감겨져 있으며, 제2리드선(314d)은 써미스터(313)의 외주면에 길이 방향으로 직선 배선되었다.

이러한 변형으로 인해 발열선은 굽힘응력이나 열변형에 대해서는 상대적으로 취약하긴 하지만, 리드선(314c, 314d) 전체의 길이를 줄일 수 있고, 권선 작업이 용이하다는 점에서 제조 원가 및 생산성이 좋다는 장점을 갖는다. 따라서 두께가 있는 매트와 같이 외력에 의한 굽힘 응력을 적게 받는 침구류에 대해서는 이와 같이 길이 방향으로 직선 배열한 리드선(314d)을 채용하는 것이 바람직하다.

도 38 및 39는 본 고안의 제2전열 레이어에 금속 박판을 사용하는 실시례1-3에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 38 및 39를 참조하면, 제2전열 레이어로 테잎형태의 금속 박판(314e)을 사용하여, 나선형으로 감는다. 금속 박판(314e)을 감을 때에는 간격을 두고 이격 권취할 수도 있고, 촘촘하게 감거나, 일부가 겹치도록 감을 수도 있다. 즉, (a)와 같이 측방이 맞닿도록 촘촘하게 나란히 감거나, (b)와 같이 외측으로 노출되는 면이 전혀 없도록 조금씩 겹치도록 감을 수도 있다. (a), (b)의 그림은 금속 박판(314e)이 감긴 단면 모습을 나타내는 것이다. 한편, 금속 박판(314e)의 너비를 더욱 넓게 할 수도 있으며, 2개 이상의 금속 박판(314e)을 나란히 테잎 형태로 권취하는 것도 가능하다.

발열선의 전체 길이가 짧은 경우에는 굳이 2개의 리드선을 사용할 필요 없이 테잎형태의 금속 박판(314e)을 감는 것이 간편할 수 있다. 예컨대 인체를 국부적으로 가열하기 위한 찜질기 등에 사용되는 발열선은 길이가 짧으므로, 간단하게 금속 박판(314e)을 감아 사용하는 것이 가능하다. 금속 박판(314e)의 경우 전자파의 누설이 완전하게 차단되며, 실드를 위해 필요한 전체적인 길이가 짧아지므로 전기 저항값이 매우 낮아지게 된다. 또한 권선되어 있는 형태로 인해 쉽게 꺾이지 않고 유연성을 유지하게 된다. 또한 권선 간격이 넓어지므로, 적은 횟수로도 전체 권취가 가능하여 길이가 짧아지므로 전기저항값이 낮아지는 동시에 권선에 소요되는 시간이 감소하여 생산성이 향상된다.

[실시례2]

도 40 및 41은 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어에 리드선을 사용하는 실시례2-1, 2-2에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 42 및 43은 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어에 금속 박판을 사용하는 실시례2-3에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 40을 참조하면, 실시례2-1의 발열선 구성은 실시례1-1의 발열선 구성과 유사하나, 다만 제1전열 레이어를 합성수지 심실과 이에 감기는 전열선을 사용하는 대신에, 금속재 전열 도선(321)을 사용하는 차이점이 있다. 실시례1-1의 발열선 구조의 동작 원리와 실시례2-1의 발열선 구조의 동작 원리는 동일하나, 실시례1-1의 발열선은 합성수지 심실에 얇은 전열선이 감기고, 실시례2-1의 발열선은 상대적으로 두꺼운 금속 전열 도선(321)을 사용하므로 굽히거나 꺾이는 특성에만 차이가 있게 된다. 324a는 제1리드선, 324b는 제2리드선이며, 323은 NTC 나일론 써미스터이고, 325는 절연 피복이다.

도 41을 참조하면, 실시례2-2의 발열선 구성은 실시례 1-2의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 합성수지 심실과 이에 감기는 전열선을 사용하는 대신에, 금속재 전열 도선(321)을 사용하는 차이점이 있다. 324c는 제1리드선으로서 나선형으로 감겨 있고, 324d는 제2리드선으로서 길이방향으로 직선 배치되어 있다.

도 42 및 43을 참조하면, 실시례2-3의 발열선 구성은 실시례1-3의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 합성수지 심실과 이에 감기는 전열선을 사용하는 대신에, 금속재 전열 도선(321)을 사용하는 차이점에 있다. 324e는 테잎형태의 금속 박판이며, 써미스터(323)의 외주면에 나선형으로 감기는 것이 바람직하다. 금속 박판(314e)을 감을 때에는 간격을 두고 이격 권취할 수도 있고, 촘촘하게 감거나, 일부가 겹치도록 감을 수도 있다. 즉, (a)와 같이 측방이 맞닿도록 촘촘하게 나란히 감거나, (b)와 같이 외측으로 노출되는 면이 전혀 없도록 조금씩 겹치도록 감을 수도 있다. (a), (b)의 그림은 금속 박판(324e)이 감긴 단면 모습을 나타내는 것이다. 한편, 금속 박판(324e)의 너비를 더욱 넓게 할 수도 있으며, 2개 이상의 금속 박판(324e)을 나란히 테잎 형태로 권취하는 것도 가능하다.

[실시례3]

도 44, 45 및 46은 본 고안의 제2전열 레이어 외측에 도전피복 레이어를 더 구비하는 실시례 3-1, 3-2, 3-3에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 44를 참조하면, 실시례3-1의 발열선 구성은 실시례1-1의 발열선 구성과 유사하나, 다만 써미스터(333) 레이어 및 이를 감싸고 있는 제2전열 레이어(334a, 334b)를 감싸며 피복되는 도전피복 레이어(336)를 더 구비하는 차이점이 있다. 실시례1-1의 발열선 구조의 동작 원리와 실시례3-1의 발열선 구조의 동작 원리는 동일하나, 실시례1-1의 발열선에 도전성 피복을 감싸게 되어, 제2전열 레이어(334a, 334b)의 사이사이로 누설되는 전기장을 차단할 수 있는 효과를 추가로 갖게 된다. 334a는 제1리드선, 334b는 제2리드선, 333은 NTC 나일론 써미스터이며, 335는 절연 피복이다.

도 45를 참조하면, 실시례3-2의 발열선 구성은 실시례1-2의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 도전피복 레이어(336)를 더 구비하여, 누설 전기장을 차단하는 효과를 갖게 된다. 334c는 제1리드선으로서 나선형으로 감겨 있고, 334d는 제2리드선으로서 길이방향으로 직선 배치되어 있다.

도 46을 참조하면, 실시례3-3의 발열선 구성은 실시례1-3의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 도전피복 레이어(336)를 더 구비하여, 누설 전기장을 차단하는 효과를 갖게 된다. 334e는 테잎형태의 금속 박판이며, 써미스터(333)의 외주면에 일정 간격을 유지하며 나선형으로 감기므로, 사이사이의 공간으로 누설되는 전기장이 존재하게 되는데 도전피복 레이어(336)가 이를 차단할 수 있게 된다. 경우에 따라서는 도면 우측에 도시된 것과 같이, 최 외측에 절연피복(335)이 없이 도전피복 레이어(336)가 노출되도록 하는 것도 가능하다. 너비가 큰 금속 박판의 경우, 넓은 면적에 걸쳐 실드 작용을 하게 되므로 외측으로의 전기장 누설율이 감소하게 되며, 약간의 누설 전기장에 대해서만 도전피복 레이어(336)가 차단하게 된다. 도전피복 레이어(336)가 차단하는 누설 전기장은 상대적으로 아주 적으므로 굳이 외측에 별도의 절연피복(335)이 없더라도 사용자의 인체에 큰 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 금속 박판을 사용하는 경우에는 별도의 절연피복(335)이 필요없이, 도전피복 레이어(336)만으로도 절연 기능을 달성하기에 충분하다.

[실시례4]

도 47, 48 및 49는 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어 외측에 도전피복 레이어를 더 구비하는 실시례 4-1. 4-2. 4-3에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 47을 참조하면, 실시례4-1의 발열선 구성은 실시례2-1의 발열선 구성과 유사하나, 다만 써미스터(343) 레이어 및 이를 감싸고 있는 제2전열 레이어(344a, 344b)를 감싸며 피복되는 도전피복 레이어(346)를 더 구비하는 차이점이 있다. 실시례2-1의 발열선 구조의 동작 원리와 실시례4-1의 발열선 구조의 동작 원리는 동일하나, 실시례2-1의 발열선에 도전성 피복을 감싸게 되어, 제2전열 레이어(344a, 344b)의 사이사이로 누설되는 전기장을 차단할 수 있는 효과를 추가로 갖게 된다. 344a는 제1리드선, 344b는 제2리드선, 343은 NTC 나일론 써미스터이며, 345는 절연 피복이다.

도 48을 참조하면, 실시례4-2의 발열선 구성은 실시례2-2의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 도전피복 레이어(346)를 더 구비하여, 누설 전기장을 차단하는 효과를 갖게 된다. 344c는 제1리드선으로서 나선형으로 감겨 있고, 344d는 제2리드선으로서 길이방향으로 직선 배치되어 있다.

도 49를 참조하면, 실시례4-3의 발열선 구성은 실시례2-3의 발열선 구성과 유사하나, 마찬가지로 도전피복 레이어(346)를 더 구비하여, 누설 전기장을 차단하는 효과를 갖게 된다. 344e는 테잎형태의 금속 박판이며, 써미스터(343)의 외주면에 일정 간격을 유지하며 나선형으로 감기므로, 사이사이의 공간으로 누설되는 전기장이 존재하게 되는데 도전피복 레이어(346)가 이를 차단할 수 있게 된다. 마찬가지로 도면 우측에 도시된 것과 같이, 최 외측에 절연피복(345)이 없이 도전피복 레이어(346)가 노출되도록 하는 것도 가능하다. 너비가 큰 금속 박판의 경우, 넓은 면적에 걸쳐 실드 작용을 하게 되므로 외측으로의 전기장 누설율이 감소하게 되며, 약간의 누설 전기장에 대해서만 도전피복 레이어(346)가 차단하게 된다. 도전피복 레이어(346)가 차단하는 누설 전기장은 상대적으로 아주 적으므로 굳이 외측에 별도의 절연피복(345)이 없더라도 사용자의 인체에 큰 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 금속 박판을 사용하는 경우에는 별도의 절연피복(345)이 필요없이, 도전피복 레이어(346)만으로도 절연 기능을 달성하기에 충분하다.

도 50 및 도 51은 본 고안의 제2전열 레이어를 또 다르게 구성하는 실시례에 따른 구성도 및 단면도이다. 도 50을 참조하면, 제2전열 레이어로 금속 실드체가 구비된다. 금속 실드체는 금속선, 금속편 등을 다수 배열하여, 테잎 형상으로 구성하거나, 편조체 형상으로 구성한 것을 총칭한다. 도 50에 도시된 바와 같이, 금속을 편조 형성한 금속 편조체(354a)가 써미스터(353)을 감싸고 양단측에 편조체의 일부 선재(354b)를 인출시킨다.

동작 원리는 앞선 실시례의 동작 원리와 동일하나, 제2전열 레이어의 구성 방법에만 차이가 있다. 금속 편조체(354a)는 금속을 여러 가닥으로 꼬아 각 용량에 맞게 너비를 조절하여 만든 것이며, 금속 편조체(354a)의 선재 일부를 인출하여 전류가 흐를 수 있도록 사용한다. 금속 편조체(354a)의 형상에는 제한이 없으며, 일정 너비로 길게 형성된 테잎 형상으로 구성하여 나선형으로 감을 수도 있고, 가는 금속을 여러 가닥 병렬로 집합하여 테잎 형상으로 구성하여 나선형으로 권취할 수도 있다. 금속 편조체(354a)는 써미스터(353)를 감싸면서 전기장을 차단하기 위한 실드작용을 한다.

도 51을 참조하면, 금속판, 특히 알루미늄(354c)판이 써미스터(353)를 감싸고 있으며, 그 외주면에 리드선(354d)이 나선형으로 감겨 있다. 알루미늄 판(354c)이 써미스터(353)를 감싸도록 형성하여, 전기장을 차단하기 위한 실드작용을 하며, 외주면에 감긴 리드선(354d)는 알루미늄 판(354c)에 대전된 전하를 드레인시켜, 전기저항 값을 감소시켜 접지와 전위를 낮추기 위한 것이다. 알루미늄은 유연성을 갖추고 있으며, 가공이 용이하며 동보다 재료 가격이 저렴하다. 알루미늄은 이금속과 납땜으로 연결하여 전기회로를 구성할 경우, 납땜이 잘 되지 않으므로, 이를 위한 리드선(354d)을 병행하여 사용하며, 동시에 알루미늄 판(354c)의 전기 저항값을 감소시키게 된다.

한편, 경우에 따라서는 금속판을 써미스터(353)와 리드선(354d)/금속 박판(미도시)의 외측을 감싸도록 하여, 전도성 합성수지를 대신하여 누설되는 전기장을 차단할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 알루미늄판을 사용하여 외측을 감싸거나 코팅하는 경우 전도성 합성수지 피복을 별도로 하는 것보다 생산 비용이 저렴하다는 장점이 있다.

도 52 및 도 53은 본 고안의 발열선과 연결되는 회로 및 원리를 나타내기 위한 구성도이다. 도 52 및 53을 참조하면, 제1전열 레이어의 전열선(312)은 일단이 전원의 일측에 연결되고, 제2전열 레이어의 리드선(314a, 314b)은 전원의 나머지 타측 접지에 연결된다.

교류 입력전원이 온(on)되면, 교류 사이클 중 선 반주기는 제1전열 레이어의 전열선(312)과 제2전열 레이어의 리드선(314a, 314b) 사이의 써미스터(313)의 온도 저항값 변화를 일방향성 다이오드(317)로 출력한다. 온도검출신호 전류는 제1전열 레이어의 전열선(312)을 지나 써미스터(313)에서 유턴하여 제2전열 레이어로 되돌아 흘러나온다. 이 때 전열선(312)과 리드선(314a, 314b)에서 흐르는 온도검출신호 전류는 상호 반대 방향이 되므로 자기장이 상쇄되어 무자계 상태로 온도검출신호 전류가 흐른다. 상기 일방향성 다이오드(317)는 이론적으로 설명하기 위한 등가회로에서는 온도검출동작과 가열동작이 분리되고, 온도검출동작에서 사용, 동작된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 그런데 실제 회로의 구성시에는 온도신호전압을 받아들이는 온도조절제어부(미도시)에서 필요한 전력이 수mW 이하의 소신호 전력이면 족하므로, 온도신호전압 조절부(미도시)의 온도신호전압 출력값도 수mW 이하로 동작하게 된다. 또한 온도조절제어부의 자체 입력신호 증폭동작점의 설정에 따라 +, - 양파 신호 또는 +, - 신호 중 어느 한 쪽만을 선별하여 임의 동작할 수도 있게 된다. 따라서 작은 신호에서는 정류가 불필요 하거나, + 신호 한 쪽 신호를 선택하여 사용하는 등의 실제 회로 구성 조건에서는 온도검출용의 일방향성 다이오드(317)가 논리적으로 중첩 사용되게 되므로 일방향성 다이오드(317)를 생략할 수도 있다. 즉, 써미스터의 온도신호전압 변환 소비전력을 수mW 이하로 변환 검출할 경우, 써미스터 검출용 신호전압을 교류전압이나 직류전압으로 선택할 수 있고, 온도조절 제어부가 써미스터 검출 입력신호 증폭동작점을 설정하는 조건에 따라 일방향성 다이오드의 유무를 선택적으로 적용할 수 있다.

선 반주기 온도검출동작이 완료된 후, 후 반주기에서는 가열 동작이 시작된다. 가열전류는 제2전열 레이어 리드선(314a, 314b)을 지나 일방향성 다이오드(318)에서 유턴하여 제1전열 레이어의 전열선(312)으로 되돌아 나온다. 이 때 전열선(312)과 리드선(314a, 314b)에서 흐르는 가열 전류의 방향이 서로 반대이므로 자기장 위상도 서로 반대가 되어 자기장이 상쇄된다. 따라서 결국 무자계 상태에서 가열 전류가 흐른다.

도 53과 같이 도전피복 레이어(316)가 구비되어 있는 경우에도, 동작은 동일하며, 추가적으로 제2전열 레이어의 리드선(314a, 314b) 사이사이로 누설되는 전기장을 차폐하는 효과를 갖는다.

도 54는 발열선에서 전기장이 누설되는 원리와 도전피복 레이어가 구비된 발열선에서 전기장이 차폐되는 원리를 나타내는 개념도이다. 도 54를 참조하면, (a)는 도전피복 레이어가 없는 상태에서 누설 전기장이 형성되는 상태를 설명하는 것이고, (b)는 도전피복 레이어(316)가 누설 전기장이 형성되는 것을 차단하는 상태를 설명하는 것이다. (c)는 제2전열 레이어로 동박과 같이 폭이 넓은 형상의 것을 사용했을 때의 실시례를 나타내는 것이다. 폭이 넓은 동박 등에 의해 누설 전기장이 일차적으로 대부분 차폐되고, 이차적으로 도전피복 레이어(316)에 의해 나머지 약간의 누설 전기장이 차폐되어, 외부로 별도의 절연 피복(315)이 없어도 전기장을 모두 차폐할 수 있게 된다.

제2전열 레이어의 리드선(314a, 314b)이 일정 간격을 유지하며 권취되는 경우 또는 금속 동박(미도시)이 일정 간격을 유지하며 권취되는 경우에는 써미스터(313)가 외측으로 노출되는 부분이 있게 된다. 이 부분을 통해 외측으로 누설 전기장이 형성된다.

도전피복 레이어(316)를 써미스터 레이어(313)와 제2전열 레이어의 리드선(314a, 314b)을 감싸며 피복시키면, 제2전열 레이어의 리드선 등이 완전히 차폐하지 못하는 부분에 대해서도 도전피복 레이어(316)가 차폐하여 누설 전기장이 발생하는 것을 방지하게 된다. 도전피복 레이어(316)는 전도성 합성수지를 사용하는 것이 바람직하다.

도 55는 본 고안의 발열선 중 금속판 필름을 더 포함하는 실시례 구성도 및 개념도이다. 도 55를 참조하면, 제2전열 레이어(314)의 외측과 절연 레이어(315) 의 사이에는 별도의 금속판 필름(364)이 감싸고 있다. 금속판 필름(364)은 일면에는 금속판이 구비되고, 타면에는 절연층이 형성되는 필름으로서, 금속판은 알루미늄판을 사용하는 것이 바람직하다. 외부로 누설되는 전기장을 차폐하기 위해 전술한 바와 같이, 알루미늄판 등의 금속판만을 사용할 수도 있으나, 알루미늄판을 절연 필름층에 부착된 금속판 필름을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 금속판 필름(364)은 직, 간접으로 접지되어 대전되는 전하를 차폐하여 외부로 흘러 내보낸다.

도 56은 도 55의 발열선에서 전기장이 차폐되는 원리를 나타내는 개념도이다. 도 56을 참조하면, (a)는 금속판 필름(364)의 금속판 층(364a)이 내측을 향하도록 위치된 상태에서 전기장을 차폐하는 방식을 나타내는 것이고, (b)는 금속판 층(364a)이 외측을 향하도록 위치된 상태에서 전기장을 차폐하는 방식을 나타내는 것이다. 알루미늄을 이용한 금속판 필름(364)에 의해 효과적으로 전기장을 차폐할 수 있으며, 금속판 층(364a)과 절연층(364b)의 방향에 상관없이 전기장을 차폐하는 효과를 달성할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은, 발열선의 한쪽 끝단을 단락하지 않고서도 가열과 온도검출을 무전자파로 할 수 있고, 전열선으로부터 방출되는 유해 전자파를 차단하는 효과가 있다. 또한, 전열선의 온도제어가 불가능하면 전원퓨즈를 강제로 단선시켜 과전류 공급을 차단하는 효과가 있다.

또, 단락으로 인해 발생하는 전열선 전체의 온도 뿐만 아니라 임의 위치에서의 국부적인 과열도 검출할 수 있고, 발열선의 표면 전기장을 영 전위로 접지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 별도의 온도 검출기를 구비하지 않더라도 발열선 자체가 스스로 온도를 검출하고, 이에 알맞게 동작되도록 하는 효과를 갖는다.

또한 제1전열 레이어 및 제2전열 레이어가 온도검출 전류가 흐를 때, 가열 전류가 흐를 때 서로 반대 방향으로 흐르도록 하여, 발열선에 유도 자기장이 발생하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

또한 본 고안은 제2전열 레이어와 이를 감싸는 도전피복 레이어를 각각 또는 복합적으로 사용하여, 누설 전기장이 발생하는 것을 원천적으로 차단하는 효과를 갖는다.

또한 본 고안은 사용처와 특성에 따라 제2전열 레이어를 다양하게 선택할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 고안에 따른 침구류용 발열선의 무전자파 온도조절기의 구성을 간략하게 나타낸 일실시례 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시한 발열선을 간략하게 나타낸 일실시례 구성도이다.

도 3은 도 1에 도시된 구성의 온도검출 과정 및 전류흐름을 설명하기 위한 등가 회로도이다.

도 4는 도 1에 도시된 구성의 가열과정 및 전류흐름을 설명하기 위한 등가 회로도이다.

도 5는 온도에 따라 저항값이 변하는 써미스터와 본 고안의 온도조절기에 사용되는 발열선의 특징을 도시한 그래프이다.

도 6은 교류전원 입력에 따른 발열선의 온도검출 및 가열동작과 무자계 형성과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 온도전압 조절부와 전열선 입력 임피던스의 매칭을 개선한 다른 실시례 구성도이다.

도 8은 온도전압 공급을 고정하고 온도조절을 위하여 온도조절 제어부가 기준전압을 가변하도록 구성한 실시례 구성도이다.

도 9는 아날로그 신호를 입출력하는 마이컴을 이용하여 온도조절 제어부를 구현한 다른 실시례 구성도이다.

도 10은 도 1의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이다.

도 11은 도 7의 구성을 실제 응용한 실시례의 회로도이다.

도 12는 도 10의 구성에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 13은 도 11의 구성에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 14는 도 11 내지 13에 도시된 실시례의 실제 작동 파형도이다.

도 15는 본 고안에 따른 발열선의 무자계 온도조절 방법을 도시한 순서도이다.

도 16 내지 도 19는 도 10 내지 도 13의 회로를 변형한 회로도이다.

도 20은 도 1의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 21은 도 20의 구성의 회로도이며, 도 22는 도 21의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 23은 도 1의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이고, 도 24는 도 23의 구성의 회로도이며, 도 25는 도 24의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 26은 도 7의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 27은 도 26의 구성의 회로도이며, 도 28은 도 27의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 29는 도 7의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이고, 도 30은 도 29의 구성의 회로도이며, 도 31은 도 30의 회로도에서 제어 정류기의 게이트 트리거 부분을 분리하여 포토커플 SCR로 구현한 회로도이다.

도 32는 도 8의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 33은 도 8의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이다.

도 34는 도 9의 구성을 응용한 일 실시례 구성도이고, 도 35는 도 9의 구성을 응용한 다른 실시례 구성도이다.

도 36 및 37은 본 고안의 제2전열 레이어에 리드선을 사용하는 실시례1-1, 1-2에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 38 및 39는 본 고안의 제2전열 레이어에 금속 박판을 사용하는 실시례1-3에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 40 및 41은 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어에 리드선을 사용하는 실시례2-1, 2-1에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 42 및 43은 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어에 금속 박판을 사용하는 실시례2-3에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 44, 45 및 46은 본 고안의 제2전열 레이어 외측에 도전피복 레이어를 더 구비하는 실시례 3-1, 3-2, 3-3에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 47, 48 및 49는 본 고안의 제1전열 레이어를 다르게 구성하고 제2전열 레이어 외측에 도전피복 레이어를 더 구비하는 실시례 4-1. 4-2, 4-3에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 50 및 도 51은 본 고안의 제2전열 레이어를 또 다르게 구성하는 실시례에 따른 구성도 및 단면도이다.

도 52 및 도 53은 본 고안의 발열선과 연결되는 회로 및 원리를 나타내기 위한 구성도이다.

도 54는 발열선에서 전기장이 누설되는 원리와, 도전피복 레이어에서 전기장을 차폐하는 원리를 나타내는 개념도이다.

도 55는 본 고안의 발열선 중 금속판 필름을 더 포함하는 실시례 구성도 및 개념도이다.

도 56은 도 33의 발열선에서 전기장이 차폐되는 원리를 나타내는 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

13: 제 1 전열선 14: NTC 써미스터

15: 제 2 전열선 16: 발열선

17: 온도전압 검출용 정류기 18: 가열전류 유턴용 정류기

19: 제어 정류기 20: 고정 기준전압 발생부

20a : 가변 기준전압 발생부 21: 비교검출부

22: 트리거 지연부 23: 트리거 출력부

24: 트리거 입력부 30: 온도조절 제어부

31: 온도전압 조절부 41: 전원부

42: 입력부 43: 제어부

44: 트리거 출력부 45: 출력부

311, 331 : 심실 312, 332 : 전열선

313, 333 : 써미스터 레이어 314a, 314c, 334a, 334c : 제1리드선

314b, 314d, 334b, 334d : 제2리드선 314e, 334e : 금속 박판

315, 335 : 절연 피복 316, 336 : 도전피복 레이어

317 : 온도신호검출용 일방향성 다이오드 318 : 가열전류 유턴용 일방향성 다이오드

321, 341 : 전열 도선 323, 343 : 써미스터 레이어

324a, 324c, 344a, 344c : 제1리드선 324b, 324d, 344b, 344d : 제2리드선

324e, 344e : 금속 박판 325, 345 : 절연 피복

326, 346 : 도전피복 레이어 354a : 금속 편조체

354c : 알루미늄판 354d : 실드선

364 : 금속판 필름

Claims (65)

1. 서로 나란히 배치된 제 1,2 전열선과 NTC 써미스터를 포함하는 발열선과 연결되고,

   상기 제 1 전열선에서 출력된 온도신호 전압을 기준접압과 비교하여 온도 제어신호를 출력하는 온도조절 제어부; 및

   상기 온도조절 제어부의 제어에 의해서 도통될 때 전원과 연결된 상기 제 2 전열선의 반대편 단으로부터 상기 제 1 전열선의 타단과 일단을 통해 전원측으로 가열전류가 되돌아 흐르도록 하는 제어 정류부를 포함하여 이루어지고,

   온도검출과 가열시 상기 전열선이 자계를 서로 상쇄시켜 무자계를 형성하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 전열선의 일단에 인가되는 온도검출용 전압을 조절하기 위한 온도전압 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 온도조절 제어부는

   상기 기준전압을 출력하는 기준전압 발생부;

   상기 온도전압을 상기 기준전압과 비교하여 상기 온도전압이 상기 기준전압보다 높으면 구동신호를 출력하는 비교검출부;

   상기 비교검출부의 구동신호에 의해 구동되며 상기 트리거 신호를 일정시간 동안 지연시키는 트리거 지연부; 및

   상기 트리거 지연부가 지연시킨 시간동안 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제어 정류부는

   상기 제 1 전열선의 타단과 상기 제 2 전열선의 사이에 가열전류 유턴용 정류기;를 포함하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 가열전류 유턴용 정류기는

   상기 제 1 전열선의 타단에 캐소드가 연결되고 동일 측면의 제 2 전열선에 애노드가 연결되는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
6. 제 4항에 있어서, 상기 제어 정류부는

   애노드가 상기 제 1 전열선의 일단에 상기 온도전압 조절부와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며 상기 온도조절 제어부의 제어신호에 의해 온 되는 제어 정류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
7. 제 5항에 있어서, 상기 제어 정류부는

   애노드가 상기 제 1 전열선의 일단에 상기 온도전압 조절부와 병렬로 연결되고 캐소드가 전원측에 연결되며 상기 온도조절 제어부의 제어신호에 의해 온 되는 제어 정류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
8. 제 2항에 있어서, 상기 온도전압 조절부는

   일단이 전원과 연결된 저항; 및

   상기 저항의 타단과 상기 제 1 전열선의 일단 사이에 직렬로 연결된 온도검출 조정용 가변저항으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
9. 제 2항에 있어서, 상기 온도전압 조절부는

   직렬로 연결된 제 1 및 제 2 저항;

   상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항 사이에 연결된 가변저항; 및

   일단이 전원에 연결되고 타단이 상기 가변저항의 가동편에 연결된 제 3 저항을 포함하고,

   상기 제 1 저항의 일측이 상기 제 1 전열선에 연결되고, 상기 제 2 저항의 일측이 동일 측면의 제 2 전열선에 연결되며, 상기 가변저항 값의 조절에 의해 입력 임피던스를 매칭하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
10. 제 3항에 있어서,

    상기 온도전압 조절부는 상기 제 1 전열선의 일단에 인가되는 전압을 고정하기 위한 저항으로 구성되고,

    상기 기준전압 발생부는 가변적으로 설정할 수 있는 기준전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
11. 제 10항에 있어서, 상기 온도조절 제어부는

    기준전압과 지연시간을 설정하기 위한 입력부;

    상기 출력 온도전압이 상기 기준전압보다 높으면 트리거 신호를 상기 설정된 지연시간 동안 지연하도록 제어하는 제어부;

    상기 제어부의 제어에 따라 트리거 신호를 출력하는 트리거 출력부;

    상기 제어부의 제어에 따라 입력받은 기준전압과 지연시간을 출력하기 위한 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
12. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는

    아날로그 신호를 입출력하는 마이컴 칩인 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
13. 제 2항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도조절 제어부와 상기 제어 정류기의 게이트는 포토커플 SCR로 연결된 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
14. 제 2항에 있어서, 상기 온도조절 제어부는

    상기 제어 정류기의 게이트에 직렬로 연결된 방전저항; 상기 방전저항에 직렬로 연결된 정류 다이오드; 상기 게이트 바이어스 저항과 정류 다이오드 사이에 병렬로 연결된 콘덴서; 비교 제너다이오드; 게이트 과입력 리미트 저항; 애노드가 콘덴서에 연결되고 게이트가 상기 게이트 과입력 리미트 저항에 연결된 SCR; 상기 게이트 과입력 리미트 저항과 상기 SCR의 게이트 사이에 병렬로 연결된 SCR 게이트 바이어스 저항; 및 상기 SCR의 애노드와 상기 콘덴서 사이에 연결된 충전전류 리미트용 저항을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 제어 정류기의 게이트는 포토커플 SCR로 절연되어 있고,

    포토커플 SCR의 발광측은 방전저항과 직렬로 연결되어 있으며, 포토커플 SCR의 수신측은 트리거 저항과 직렬로 제어 정류기의 게이트와 애노드 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

    상기 제 1 전열선과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결된 제 1 다이오드;

    상기 가열전류 유턴용 정류기와 병렬로 연결된 제너다이오드; 및

    상기 제 2 전열선과 가열전류의 역방향으로 병렬 연결된 제 2 다이오드로 구성된 역방향 과전류 안전장치를 더 포함하고,

    상기 제어 정류기의 단락에 의한 과전류 발생시 상기 역방향 과전류 안전장치를 통해서 퓨즈가 차단되는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
17. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

    접지가 되어 있는 상기 제 2 전열선의 일단에 연결된 접지점등 표시기; 및

    상기 접지점등 표시기를 꺼진 위치로 설정하여 상기 전열선의 표면 전기장을 차단하는 점검 테스트 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열선의 무전자파 온도조절기.
18. 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 제1전열 레이어;

    상기 제1전열 레이어를 감싸며 피복되는 써미스터 레이어;

    상기 써미스터 레이어의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자에 연결되는 제2전열 레이어; 및

    상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어의 외측을 감싸면서 절연하는 절연 레이어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 제1전열 레이어는:

    중심의 심실; 및

    상기 심실의 외주면에 나선형으로 감기며 일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열선;을 포함하고, 상기 전열선을 통해 통전되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어와 상기 절연 레이어의 사이에는,

    상기 제2전열 레이어의 외주면에 피복되어 상기 제2전열 레이어를 감싸는 도전피복 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 써미스터 레이어는:

    온도가 상승할 수록 저항값이 감소하는 부성 온도 특성(NTC) 써미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    리드선을 포함하며,

    상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    2 이상의 리드선을 포함하며,

    상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    제1, 2리드선을 포함하며,

    상기 제1, 2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 이중 나선형으로 감겨져, 상호 반복적으로 교차하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
25. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    제1, 2리드선을 포함하며,

    상기 제1리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지고,

    상기 제2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 종방향으로 배선되어 상기 제1리드선과 반복적으로 교차하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
26. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 박판을 포함하며,

    상기 금속 박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
27. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 실드체를 포함하며,

    상기 금속 실드체는 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
28. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속박판을 포함하며,

    상기 금속박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸고,

    상기 금속박판의 외주면에는 리드선이 나선형으로 감기는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
29. 제 20 항에 있어서, 상기 도전피복 레이어는:

    전도성 합성수지 재질이며, 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어가 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
30. 제 18 항에 있어서, 상기 제1전열 레이어는:

    일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어와 상기 절연 레이어의 사이에는,

    상기 제2전열 레이어의 외주면에 피복되어 상기 제2전열 레이어를 감싸는 도전피복 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 써미스터 레이어는:

    온도가 상승할 수록 저항값이 감소하는 부성 온도 특성(NTC) 써미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
33. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    리드선을 포함하며,

    상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
34. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    2 이상의 리드선을 포함하며,

    상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
35. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    제1, 2리드선을 포함하며,

    상기 제1, 2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 이중 나선형으로 감겨져, 상호 반복적으로 교차하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
36. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    제1, 2리드선을 포함하며,

    상기 제1리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지고,

    상기 제2리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 종방향으로 배선되어 상기 제1리드선과 반복적으로 교차하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
37. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 박판을 포함하며,

    상기 금속 박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
38. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 실드체를 포함하며,

    상기 금속 실드체는 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
39. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속박판을 포함하며,

    상기 금속박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸고,

    상기 금속박판의 외주면에는 리드선이 나선형으로 감기는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
40. 제 31 항에 있어서, 상기 도전피복 레이어는:

    전도성 합성수지 재질이며, 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어가 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
41. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 타단은 제2일방향성 정류기의 일측과 연결되고, 상기 제1전열 레이어의 전열선의 타단은 상기 제2일방향성 정류기의 타측과 연결되어, 상기 전원으로부터 상기 제2전열 레이어의 일단측으로 공급된 가열전류가 상기 제2일방향성 정류기를 지나 상기 제1전열 레이어의 전열선 타단측으로 입력되어, 상기 전원으로 되돌아 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
42. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 타단은 제2일방향성 정류기의 일측과 연결되고, 상기 제1전열 레이어의 전열 도선의 타단은 상기 제2일방향성 정류기의 타측과 연결되어, 상기 전원으로부터 상기 제2전열 레이어의 일단측으로 공급된 가열전류가 상기 제2일방향성 정류기를 지나 상기 제1전열 레이어의 전열 도선 타단측으로 입력되어, 상기 전원으로 되돌아 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
43. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 일단은 그라운드에 접지되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
44. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 일단은 그라운드에 접지되는 것을 특징으로 하는 무전자파 발열선.
45. 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 제1전열 레이어;

    상기 제1전열 레이어를 감싸며 피복되는 써미스터 레이어;

    상기 써미스터 레이어의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자에 연결되는 제2전열 레이어; 및

    상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어의 외측을 감싸는 도전피복 레이어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
46. 제 45 항에 있어서, 상기 도전피복 레이어는:

    전도성 합성수지 재질이며, 상기 써미스터 레이어 및 상기 제2전열 레이어가 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
47. 제 45 항에 있어서, 상기 제1전열 레이어는:

    중심의 심실; 및

    상기 심실의 외주면에 나선형으로 감기며 일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열선;을 포함하고, 상기 전열선을 통해 통전되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
48. 제 45 항에 있어서, 상기 제1전열 레이어는:

    일단이 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 전열 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
49. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    리드선을 포함하며,

    상기 리드선은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 간격을 두고 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
50. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 박판을 포함하며,

    상기 금속 박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면에 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
51. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속 실드체를 포함하며,

    상기 금속 실드체는 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
52. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    금속박판을 포함하며,

    상기 금속박판은 상기 써미스터 레이어의 외주면을 감싸고,

    상기 금속박판의 외주면에는 리드선이 나선형으로 감기는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
53. 제 47 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 타단은 제2일방향성 정류기의 일측과 연결되고, 상기 제1전열 레이어의 전열선의 타단은 상기 제2일방향성 정류기의 타측과 연결되어, 상기 전원으로부터 상기 제2전열 레이어의 일단측으로 공급된 가열전류가 상기 제2일방향성 정류기를 지나 상기 제1전열 레이어의 전열선 타단측으로 입력되어, 상기 전원으로 되돌아 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
54. 제 48 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 타단은 제2일방향성 정류기의 일측과 연결되고, 상기 제1전열 레이어의 전열 도선의 타단은 상기 제2일방향성 정류기의 타측과 연결되어, 상기 전원으로부터 상기 제2전열 레이어의 일단측으로 공급된 가열전류가 상기 제2일방향성 정류기를 지나 상기 제1전열 레이어의 전열 도선 타단측으로 입력되어, 상기 전원으로 되돌아 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
55. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서,

    상기 제2전열 레이어의 일단은 그라운드에 접지되는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
56. 제 41 항에 있어서,

    제1일방향성 정류기를 더 포함하고, 상기 제1전열 레이어의 전열선의 타단은 상기 제1일방향성 정류기와 연결되어, 상기 전열선의 타단에서 출력되는 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
57. 제 42 항에 있어서,

    제1일방향성 정류기를 더 포함하고, 상기 제1전열 레이어의 전열 도선의 타단은 상기 제1일방향성 정류기와 연결되어, 상기 전열 도선의 타단에서 출력되는 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
58. 제 53 항에 있어서,

    제1일방향성 정류기를 더 포함하고, 상기 제1전열 레이어의 전열선의 타단은 상기 제1일방향성 정류기와 연결되어, 상기 전열선의 타단에서 출력되는 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
59. 제 54 항에 있어서,

    제1일방향성 정류기를 더 포함하고, 상기 제1전열 레이어의 전열 도선의 타단은 상기 제1일방향성 정류기와 연결되어, 상기 전열 도선의 타단에서 출력되는 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
60. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    상기 써미스터 레이어에 감기는 리드선 또는 금속 박판을 포함하고,

    상기 써미스터 레이어와 상기 리드선 또는 금속 박판의 외측을 감싸는 금속판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
61. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    상기 써미스터 레이어에 감기는 리드선 또는 금속 박판을 포함하고,

    상기 써미스터 레이어와 상기 리드선 또는 금속 박판의 외측을 감싸는 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
62. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서, 상기 제2전열 레이어는:

    상기 써미스터 레이어에 감기는 리드선 또는 금속 박판을 포함하고,

    상기 써미스터 레이어와 상기 리드선 또는 금속 박판의 외측을 감싸는 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감지 무전자파 발열선.
63. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서

    상기 절연 레이어의 내측에는 일 면에는 금속판이 구비되고, 상기 금속판의 배면에는 절연층이 형성되는 금속판 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
64. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서

    상기 절연 레이어의 내측에는 일 면에는 금속판이 구비되고, 상기 금속판의 배면에는 절연층이 형성되는 금속판 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
65. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서

    상기 도전 피복 레이어의 내측에는 일 면에는 금속판이 구비되고, 상기 금속판의 배면에는 절연층이 형성되는 금속판 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.