KR200425730Y1

KR200425730Y1 - 전기 온도 조절 장치

Info

Publication number: KR200425730Y1
Application number: KR2020060017153U
Authority: KR
Inventors: 이미애
Original assignee: 이미애
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2006-09-06
Also published as: WO2008002052A1

Abstract

본 고안자는 대한민국 특허 출원2005년 38457호(2005,5,9출원)에 따른 전기온도조절장치, 실용실안등록 제20-0416598호(2006. 5.10 등록), 특허출원2006년 0022336호(2006.3.9 출원),특허출원 2006년 0027268호(2006.3.27 출원) 의 특허출원권자로 본 고안은 기존 직류 온도조절장치에 있어서 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 쇼트 및 단락현상으로 전류공급이 중단되지 않고 계속 공급되어 화재의 위험이 내포되어 있던바 이를 개선하고 조절기의 내구성 강화를 위하여 트라이악부 또는 릴레이부의 돌입전류 과다의 보호를 위한 보호회로 사용에 관한 것이며, 또한 기존의 음이온 발생장치는 음전압의 전하차이를 이용한 방전방식이였으나 이는 오존의 발생등으로 인체에 부정적 영향을 주었던바 방전이아닌 음이온 방출방식을 채택하여 음이온의 인체 안전성을 더욱 향상시킨 음이온을 발생시킬 수 있다.

전기 매트리스, 침대, 온도 조절 장치, 음이온 발생기, 고압 발생기

Description

전기 온도 조절 장치{Temperature control apparatus of electric heating for a bed}

도 1은 종래의 침대용 전기 매트리스에 사용되는 전기 발열체를 나타낸 실시예.

도 2는 본 고안에 따른 NTC회로를 적용한 전기 온도 조절 장치를 나타낸 회로도.

도 3은 본 고안에 따른 NTC회로와 콘텐서 돌입전류 방지를 위한 회로와 감전예방을 위한 음이온 발생장치를 적용한 전기온도조절장치를 나타낸 회로도.

도 4는 트라이악 또는 기계식릴레이부의 단락 및 아크방지를 위한 부분회로도.

도 5는 콘던서의 방입전류 방지를 위한 지연회로 적용 상태를 나타낸 회로도.

도 6은 2난방에서 트라이악 또는 기계식릴레이부의 단락 및 아크방지를 위한 부분회로와 트라이악 또는 기계식릴레이부가 써지에 의한 단락을 방지하기위하여 파형의 제로점에서 동작을 하도록 하는 회로를 적용한 실시예에 의한 회로도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 전기 매트리스 20: 온도 조절 장치

21,22,23: 전압 입력단 100: 온도 조절 장치

110: 전원부 120: 조절 스위치부

130: 센서부 140: 디스플레이부

150: 마이컴부 160: 트라이악 또는 기계식·무접점 릴레이부

170: 출력부 180: 고압 발생기

190: 음이온 발생기 181a: 고압정류부

181b: 고압차단부 200: 매트리스부

200a: 쇼파, 방석부 300: 써지방지부

310: 트라이악 또는 기계식릴레이부 보호부 320: 콘덴서 돌입전류방지부

본 고안은 직류전기 온도 조절 장치중 트라이악부 또는 릴레이부의 보호회로에 관한 것이며, 보다 상세히는 직류전기 온도 조절 장치가 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 단락현상으로 전류공급이 중단되지 않고 계속 공급되어 화재의 위험이 내포되어 있던 바 이를 개선하고 조절기의 내구성 강화를 위하여 트라이악부 또는 릴레이부의 보호를 위한 보호회로 사용에 관한 것이며, 또한 기존의 음이온 발생장치는 음전압의 전하차이를 이용한 방전방식이였으나 이는 오존의 발생등으로 인체에 부정적 영향을 주었던바 방전이아닌 음이온 방출방식을 채택하여 음이온의 인체 안전 성을 더욱 향상시킨 음이온을 제공하는 조절장치로 전기 매트리스와 방석, 쇼파 등에 적용하여 전자파를 완전히 차단하는 전기 온도 조절 장치에 관한 것이다.

본 고안자는 대한민국 실용신안등록 제20-0375247호에 따른 침대용 전기 매트리스의 실용신안권자로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 대한민국 실용신안등록 제20-0375247호에 따른 침대용 전기 매트리스(10)의 실시예에서 이 전기 매트리스(10)의 온도 조절 장치(20)에 대한 기술을 개시한 바 있다.

본 고안은 상기한 대한민국 실용신안등록 제20-0375247호에 따른 침대용 전기 매트리스에 적용 가능한 온도 조절 장치를 개량한 것으로서, 본 고안의 목적은 직류온도조절장치가 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 단락현상으로 전류공급이 중단되지 않고 계속 공급되어 화재의 위험이 내포되어 있던바 이를 개선하고 조절기의 내구성 강화를 위하여 트라이악부 또는 릴레이부의 보호를 위한 보호회로 사용에 관한 것이며, 또한 기존의 음이온 발생장치는 음전압의 전하차이를 이용한 방전방식이였으나 이는 오존의 발생등으로 인체에 부정적 영향을 주었던바 방전이아닌 음이온 방출방식을 채택하여 음이온의 인체 안전성을 더욱 향상시킨 음이온을 침대용 전기 매트리스의 온도 조절 기능 뿐만 아니라 방석, 쇼파, 의류, 난방장치 등에 적용하여 내구성 향상과 사용이 안전한 전기 온도 조절 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 전기 온도 조절 장치의 일실시예는, 전기 매트리스에 적용하여 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 브리지 정류 및 필터링한 후 DC/DC 컨버팅 처리하여 12V 정전압을 출력함과 동시에 상기 12V 정전압을 전압 강하시켜 DC 5V 정전압으로 출력하는 전원부와; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 전기 매트리스 파워 온 신호 및 온도 조절 신호, 음이온 조절 신호를 출력하는 조절 스위치부; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 온도 조절 신호와 음이온 조절 신호의 전압변동율을 감지하는 센서부; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 온도 조절 신호에 의해 현재 설정된 온도나 음이온 조절 신호에 의해 현재 설정된 음이온 레벨 계수를 표시하는 디스플레이부; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 파워 온 신호가 입력된 다음에 입력되는 온도 조절 신호나 음이온 조절 신호를 상기 센서부로 인가시킨 후 상기 센서부의 전압변동율 감지신호에 대응하는 온도나 음이온 레벨 계수를 상기 디스플레이부에 표시함과 동시에 상기 디스플레이부에 표시되는 현재 설정 온도로 전기 매트리스를 가열시키기 위한 히팅 신호를 출력하거나 상기 디스플레이부에 표시되는 현재 설정 레벨 계수만큼 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생 신호를 출력하는 마이컴부; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부의 히팅 신호에 따라서 정류기 스위칭 신호를 출력하는 무접점 릴레이 또는 드라이악, 기계식릴레이부; 상기 정류기 스위칭 신호에 의해 구동하여 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 전파 정류 및 평활 처리하여 120∼360V DC 전압으로 출력하여 전기 매트리스에 공급하는 출력부; 상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부의 음이온 발생 신호에 따라서 발진기를 통해 3,500V 이하의 고압을 형성하고 정류한다음 고압차단회로를 거처 스텐사 또는 탄소사 브러쉬를 통한 오존발생이 없는 음이온 방출작용에 의하여 음이온을 발생시키는 음이온 발생기로 구성된다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 전기 온도 조절 장치(100)를 나타낸 회로도이다.

도 2와 도3, 도6을 참조하면, 전원부(110)는 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 브리지 정류 및 필터링한 후 DC/DC 컨버팅 처리하여 12V 정전압을 출력함과 동시에 상기 12V 정전압을 전압 강하시켜 DC 5V 정전압으로 출력한다.

상기 전원부(10)는 브리지 정류 회로와 필터 회로, DC/DC 컨버터 및 5V 전압 레귤레이터를 포함한다.

조절 스위치부(120)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 전기 매트리스 파워 온 신호 및 온도 조절 신호, 음이온 조절 신호를 출력한다.

상기 조절 스위치부(120)는 파워 온 스위치와, 온도 1 증가 스위치, 온도 1 감소 스위치, 음이온 발생 레벨 1 증가 스위치, 음이온 발생 레벨 1 감소 스위치를 포함한다.

센서부(130)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부(120)의 온도 조절 신호와 음이온 조절 신호의 전압변동율을 감지한다.

상기 센서부(130)는 복수의 서미스터를 이용하여 하기의 마이컴부(150)를 통해 입력되는 온도 조절 신호와 음이온 조절 신호의 전압변동율을 감지하여, 그 감지신호를 상기 마이컴부(150)로 전달한다.

디스플레이부(140)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부(120)의 온도 조절 신호에 의해 현재 설정된 온도나 음이온 조절 신호에 의해 현재 설정된 음이온 레벨 계수를 표시한다.

상기 디스플레이부(140)는 온도 표시용 표시창과 음이온 레벨 표시용 표시창을 포함한다.

마이컴부(150)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부(120)의 파워 온 신호가 입력된 다음에 입력되는 온도 조절 신호나 음이온 조절 신호를 상기 센서부(130)로 인가시킨 후 상기 센서부(130)의 전압변동율 감지신호에 대응하는 온도나 음이온 레벨 계수를 상기 디스플레이부(140)에 표시함과 동시에 상기 디스플레이부(140)에 표시되는 현재 설정 온도로 전기 매트리스(200)를 가열시키기 위한 히팅 신호를 출력하거나 상기 디스플레이부(140)에 표시되는 현재 설정 레벨 계수만큼 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생 신호를 출력한다.

트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부(160)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부(150)의 히팅 신호에 따라서 정류기 스위칭 신호 출력시 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 NTC 특성을 출력선에 부여하여 일시에 돌입전류가 트락이악 또는 기계식릴레이부에 들어가는 것을 지연하고 이에 따라 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 기계식 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 단락 및 쇼트현상을 예방하는 보호회로를 사용하며, 또다른 방법으로는 트라이악 또는 기계식릴레이부(160)에 직접적으로 보호회로(310)를 구성하여 돌입전류 과다시에도 트라이악 또는 기계식 릴레이부(160)에 스파크 및 아크가 발생하지 않도록 보호회로를 구성하고 트라이악 또는 기계식릴레이부가 써지에 의한 단락을 방지하기위하여 파형의 제로점에서 동작을 하도록 하는 보호회로(300)를 포함한다. 상기와 같은 보호회로는 트라이악 또는 기계식릴레이부가 정상적으로 작동되도록 하여주며 상기와 같은 보호회로 적용이 없는 조절기는 수 많은 실험을 통하여 트라이악 또는 기계식릴레이부의 오작동과 파손을 경험하였으며 상기와 같은 보호회로 없이는 조절기가 사용될 수 없음을 실험결과를 통하여 알 수 있었다.

상기 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부(160)는 상기 마이컴부(150)의 히팅 신호에 따라서 스위칭되는 다수의 스위칭 트랜지스터와 이 다수의 스위칭 트랜지스터의 각각의 스위칭 작용에 의해 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이를 스위칭시키면서 상기 정류기 스위칭 신호를 출력하는 다수의 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이 소자를 포함한다.

출력부(170)는 상기 정류기 스위칭 신호에 의해 구동하여 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 전파 정류 및 평활 처리하여 120∼360V DC 전압으로 출력하여 전기 매트리스에 공급하는 바, 대용량의 부하 사용시 콘덴서의 돌입전류예방을 위하여 돌입전류 지연회로(320)를 사용한다.

상기 출력부(170)는 교류 입력 전압을 전파 정류하기 위한 다수의 브리지 정류 회로와 이들 브리지 정류 회로에 의해 DC 전압으로 변환된 전압 신호를 완전한 DC 전압으로 평활 처리하는 평활 회로를 포함한다.

고압 발생기(180)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부(150)의 음이온 발생 신호에 따라서 발진기를 통해 3,500V 이하의 고압을 형성하고 정류정류작용(181a)과 고압차단회로(181b)를 거처 스텐사 또는 탄소사 브러쉬(190)를 통한 오존발생이 없는 음이온 방출작용을 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 전기 온도 조절 장치(100)는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 온도 조절 작동을 설명하면, 최초에 사용자가 상기 조절 스위치(120)의 파워 온 스위치를 누른 후 온도 1 증가 스위치를 눌러 특정 온도를 설정하면, 상기 마이컴부(150)는 이 온도 1 증가 스위치 신호를 상기 센서부(130)로 인가시켜 그 전압변동율을 판별하여 실제로 사용자가 요구하는 설정 온도를 상기 디스플레이부(140)에 표시한다.

반대로, 사용자가 상기 온도 1 감소 스위치를 누르는 경우에도 상기 마이컴부(150)가 디스플레이부(140)에 사용자가 요구하는 설정 온도를 표시하는 작동 역시 동일하게 진행된다.

일단, 사용자가 요구하는 특정 온도가 상기 디스플레이부(140)에 표시되면, 이와 동시에 상기 마이컴부(150)는 현재 설정 온도로 전기 매트리스를 가열시키기 위한 히팅 신호를 출력하여 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부(160)로 인가시킨다.

이에 따라서, 상기 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부(160)는 소정의 정류기 스위칭 신호를 출력하며, 연이어서 상기 출력부(170)는 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 120∼360V DC 전압으로 변환 후 상기 전기 매트리스로 공급하여 상 기 전기 매트리스를 사용자가 요구하는 특정 온도로 가열시킨다.

다음으로, 음이온 발생 작동을 설명하면, 최초에 사용자가 상기 조절 스위치(120)의 파워 온 스위치를 누른 후 음이온 발생 레벨 계수 1 증가 스위치를 눌러 특정한 음이온 발생 레벨을 설정하면, 상기 마이컴부(150)는 이 레벨 계수 1 증가 스위치 신호를 상기 센서부(130)로 인가시켜 그 전압변동율을 판별하여 실제로 사용자가 요구하는 음이온 레벨을 상기 디스플레이부(140)에 표시한다.

반대로, 사용자가 상기 음이온 발생 레벨 계수 1 감소 스위치를 누르는 경우에도 상기 마이컴부(150)가 디스플레이부(140)에 사용자가 요구하는 음이온 레벨을 표시하는 작동 역시 동일하게 진행된다.

일단, 사용자가 요구하는 음이온 레벨이 상기 디스플레이부(140)에 표시되면, 이와 동시에 상기 마이컴부(150)는 현재 설정된 음이온 레벨만큼 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생 신호를 발진기를 통해 3,500V 이하의 고압을 형성하고 정류한다음 고압차단회로를 거처 스텐사 또는 탄소사 브러쉬를 통한 오존발생이 없는 음이온 방출작용에 의하여 음이온을 발생하며 상기 고압차단기의 역할은 3,500V 이하의 고압형성에 따른 음이온발생기에서의 감전의 예방을 한다.

전기 온도 조절 장치는 (100)는 전기 매트리스(200)에 적용하여 사용할 수 있는 동시에 도 5에서 보는 바와 같이 발열체를 이용한 방석, 쇼파, 의류, 난방장치(200a) 등에 연결하여 사용할 수도 있는 것이다.

상기와 같은 전기 온도 조절장치(100)는 다양하게 변경하여 사용이 가능한데 그 중에서도 1난방과 2난방, 아나로그 방식으로 변경하여 사용할 수도 있으나, 이 는 본 고안의 권리를 실시함에 있어서의 변형되는 일 실시예에 불과한 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안에 따른 직류전기 온도 조절 장치에 의하면, 직류온도조절장치가 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 쇼트 및 단락현상을 개선하고 조절기의 내구성 강화와 음이온이 방전이아닌 음이온 방출방식을 채택하여 음이온의 인체 안전성을 더욱 향상시킨 직류전기온도조절장치를 침대용 전기 매트리스의 온도 조절 기능 뿐만 아니라 방석, 쇼파, 의류, 난방장치등에 적용하여 내구성 향상과 사용이 안전한 전기 온도 조절 장치 제공을 기대할 수 있다.

특히, 본 고안에 따른 전기 온도 조절 장치는 전기 매트리스를 가열시키기 위한 전원으로 DC전압을 사용하므로 AC전압을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 전력 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전자파가 발생하지 않으므로 상기 전기 매트리스에서 발생하는 원적외선을 최대한도로 활용할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 전기 온도 조절 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 브리지 정류 및 필터링한 후 DC/DC 컨버팅 처리하여 12V 정전압을 출력함과 동시에 상기 12V 정전압을 전압 강하시켜 DC 5V 정전압으로 출력하는 전원부와;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 전기 매트리스 파워 온 신호 및 온도 조절 신호, 음이온 조절 신호를 출력하는 조절 스위치부;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 온도 조절 신호와 음이온 조절 신호의 전압변동율을 감지하는 센서부;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 온도 조절 신호에 의해 현재 설정된 온도나 음이온 조절 신호에 의해 현재 설정된 음이온 레벨 계수를 표시하는 디스플레이부;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 조절 스위치부의 파워 온 신호가 입력된 다음에 입력되는 온도 조절 신호나 음이온 조절 신호를 상기 센서부로 인가시킨 후 상기 센서부의 전압변동율 감지신호에 대응하는 온도나 음이온 레벨 계수를 상기 디스플레이부에 표시함과 동시에 상기 디스플레이부에 표시되는 현재 설정 온도로 전기 매트리스를 가열시키기 위한 히팅 신호를 출력하거나 상기 디스플레이부에 표시되는 현재 설정 레벨 계수만큼 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생 신호를 출력하는 마이컴부;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부의 히팅 신호에 따 라서 정류기 스위칭 신호를 출력하는 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부;

상기 정류기 스위칭 신호에 의해 구동하여 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 전파정류 및 평활 처리하여 120∼360V DC 전압으로 출력하여 전기 매트리스에 공급하는 출력부;

상기 전원부의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부의 음이온 발생 신호에 따라서 발진기를 통해 3,500V 이하의 고압을 형성하고 정류한 다음 고압차단회로를 거처 금속사 또는 비금속사 브러쉬를 통한 오존발생이 없는 음이온 방출작용에 의하여 음이온을 방출하는 것을 특징으로 하는 전기 온도 조절 장치.
제 1 항에 있어서, 트라이악 또는 기계식, 무접점 릴레이부(160)는 상기 전원부(110)의 공급 전원에 의해 구동하고, 상기 마이컴부(150)의 히팅 신호에 따라서 정류기 스위칭 신호 출력시 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 NTC 특성을 출력선에 부여하여 일시에 돌입전류가 트락이악 또는 기계식릴레이부에 들어가는 것을 지연하여 이에 따라 부하의 출력에 따라 평활콘덴서의 돌입전류 과다로 인한 트라이악부 또는 기계식 릴레이부의 스파크 또는 아크에 의한 단락 및 쇼트현상을 예방하는 보호회로를 사용한 것을 특징으로 하는 전기 온도 조절 장치.
제 1 항에 있어서, 트라이악 또는 기계식 릴레이부(160)에 직접적으로 보호회로(310)를 구성하여 돌입전류 과다시에도 트라이악 또는 기계식 릴레이부(160)에 스파크 및 아크가 발생하지 않도록 보호회로를 구성하고 트라이악 또는 기계식릴레 이부가 써지에 의한 단락을 방지하기위하여 파형의 제로점에서 동작을 하도록 하는 보호회로(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 온도 조절 장치.
제 1 항에 있어서, 출력부(170)는 상기 정류기 스위칭 신호에 의해 구동하여 통상의 85∼260V 교류 입력 전압을 전파 정류 및 평활 처리하여 120∼360V DC 전압으로 출력하는 바, 대용량의 부하사용시 대용량 콘덴서의 돌입전류예방을 위하여 콘덴서에 직접적인 돌입전류 지연회로(320)를 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 온도 조절 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 음이온 발생기의 금속사 또는 비금속사는 스텐사 또는 탄소사 브러쉬인것을 특징으로 하는 전기 온도 조절 장치.