KR20100000571U - 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기 - Google Patents

정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 정특성 서미스터(PTC)와 바이메탈(Bimetal)을 이용한 전류 차단기에 관한 것으로서, 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서 바이메탈 전극과 바이메탈이 오프되면 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 바이메탈을 가열하여 상기 바이메탈 전극과 바이메탈이 다시 자동으로 온되지 못하도록 제한한다.
본 고안에 의하면, 종래와 같이 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서도 바이메탈 전극과 바이메탈이 오프된 후 상기 바이메탈이 냉각되기만 하면 상기 바이메탈 전극과 바이메탈이 다시 자동으로 온되고, 이후 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 온/오프 동작을 지속적으로 반복함에 따라서 제품 수명이 단축되는 문제점을 완벽하게 해소할 수 있다. 또한, 사용자가 고장 해결을 위해 전원 공급을 차단한 후, 일정 시간 동안 전원 차단 상태를 유지한 다음 전원을 재공급하면 상기 정특성 서미스터가 정상 작동하므로 상기 정특성 서미스터를 교체할 필요가 없다는 장점이 있다.
PTC, 바이메탈, 전류 차단기

Description

정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기{Circuit breaker using bimetal and PTC}
본 고안은 전류 차단기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 정특성 서미스터(PTC:positive temperature coefficient thermistor)와 바이메탈을 이용한 전류 차단기에 관한 것이다.
바이메탈은 전기밥솥, 전기 프라이팬, 전기매트, 선풍기, 전기침대, 전기요, 전기장판, 헤어드라이어 등과 같은 각종 가전제품의 작동 중에 부하 측에 이상 과전류로 인한 과열 발생 시 부하 측에 흐르는 과전류를 차단하기 위해 전원 측과 부하 측의 접속을 강제로 차단하는 전류 차단기로 많이 사용된다.
도 1은 종래의 바이메탈 전류 차단기가 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된 상태를 나타내며, 도 2는 종래의 전기침대나 전기장판 등에 사용되는 바이메탈 전류 차단기의 평면사진과 측면 사진이고, 도 3은 도 2에 나타낸 바이메탈 전류 차단기의 단면도로서 바이메탈 케이스(10) 내부에 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 수용된 상태를 나타낸다.
상기와 같이 전기침대나 전기장판 등에 사용되는 바이메탈 전류 차단기는 전 기침대나 전기장판이 과전류에 의해 과열되어 특정 온도 이상이 되면 바이메탈 전극이 자동으로 오프되어 전기침대나 전기장판으로 인가되는 전류를 차단하며, 전류 차단 후 일정 시간이 지나 바이메탈이 냉각되면 다시 바이메탈 전극이 자동으로 온되어 전기침대나 전기장판으로 전류를 재공급한다.
이러한 종래의 바이메탈 전류 차단기는 적용 제품에 적합한 수준으로 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)의 접촉 회수, 즉 온/오프 회수가 제한되며, 이러한 접촉 회수가 초과하면 접촉 불량으로 인한 화재의 위험이 있다.
일 예로, 상기 전기침대나 전기장판에 적용되는 바이메탈 전류 차단기의 경우 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)의 온/오프 회수는 대략 8000회 정도로 제한된다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 구성되는 종래의 바이메탈 전류 차단기는 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 온/오프를 반복하면서 과전류를 차단하는 과정에서, 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서도 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 오프된 후 상기 바이메탈(12)이 냉각되기만 하면 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 다시 자동으로 온되고, 이후 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 온/오프 동작을 지속적으로 반복하기 때문에 제품 수명이 단축되는 단점이 있다.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서 바이메탈 전극과 바이메탈이 오프되면 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 바이메탈을 가열하여 상기 바이메탈 전극과 바이메탈이 다시 자동으로 온되지 못하도록 제한하는 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는, 바이메탈 케이스 내부에 바이메탈 전극과 바이메탈이 수용되는 바이메탈 전류 차단기에 있어서,
과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서 바이메탈 전극과 바이메탈이 오프되면, 상기 바이메탈과 전기적으로 병렬 연결된 정특성 서미스터(PTC)가 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 바이메탈을 가열함으로써 상기 바이메탈 전극과 바이메탈이 다시 자동으로 온되지 못하도록 제한하는 것을 특징으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기에 의하면, 종래와 같이 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서도 바이메탈 전극과 바이메탈이 오프된 후 상기 바이메탈이 냉각되기만 하면 상기 바이메탈 전극과 바이메탈이 다시 자동으로 온되고, 이후 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 온/오프 동작을 지속적으로 반복함에 따라서 제품 수명이 단축되는 문제점을 완벽하게 해소할 수 있다.
또한, 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 사용자가 고장 해결을 위해 전원 공급을 차단한 후, 일정 시간 동안 전원 차단 상태를 유지한 다음 전원을 재공급하면 상기 정특성 서미스터가 정상 작동하므로 상기 정특성 서미스터를 교체할 필요가 없다는 장점이 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 메탈 케이스(10) 내부에 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12) 이 수용된다.
본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 도 4에 나타낸 바와 같이, 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된다.
본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 오프되면, 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 정특성 서미스터(PTC; 13)가 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 바이메탈(12)을 가열함으로써 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 다시 자동으로 온되지 못하도록 제한한다.
본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 사용자가 고장 해결을 위해 전원 공급을 차단한 후, 일정 시간 동안 전원 차단 상태를 유지한 다음 전원을 재공급하면 상기 정특성 서미스터가 정상 작동하므로 상기 정특성 서미스터를 교체할 필요가 없다.
상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 바이메탈 케이스(10)에 수용되는 상기 바이메탈 전극(11)의 일측과 상기 바이메탈 케이스(10) 사이에 배치되어 상기 바이메탈 전극(11)의 타측에 위치하는 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 바이메탈(12)을 가열한다.
상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 도 5와 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 바이메탈 케이스(10)의 상면에 배치되어 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병 렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 바이메탈(12)을 가열한다.
상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 바이메탈 케이스(10)의 하면에 배치되어 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 바이메탈(12)을 가열한다.
상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 다음과 같이 작동된다.
본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 도 4에 나타낸 바와 같이, 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된다.
참고로, 도 5는 도 2에 나타낸 종래의 바이메탈 전류 차단기의 상면에 정특성 서미스터가 병렬로 연결된 상태를 나타낸 사진이다.
만약, 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기가 도 4에 나타낸 바와 같이, 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된 상태에서, 상기 전기침대나 전기장판에 합선 등에 의한 과전류가 발생하면 상기 바이메탈(12)이 가열되면서 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 자동으로 오프된다.
이에 따라서, 전기침대나 전기장판으로 인가되는 전류가 차단되어 과전류로 인한 전기침대나 전기장판의 과열과 화재 등을 예방하게 된다.
이와 같이 전류가 차단된 후, 고장 원인이 정상적으로 해결되고 일정 시간이 지나 바이메탈(12)이 냉각되면 다시 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 자동으로 다시 온되어 전기침대나 전기장판으로 전류를 재공급한다.
하지만, 고장 원인이 정상적으로 해결되지 않은 상태라면, 도 4에 나타낸 회로도에서 알 수 있듯이, 상기 정특성 서미스터(PTC; 13)가 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태에서 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 바이메탈(12)을 가열하므로, 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 자동으로 다시 온되지 못하게 제한한다.
즉, 상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 고장 원인이 해소되어 부하 측으로 인가되는 과전류가 차단될 때까지 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)을 강제로 오프 상태로 유지하므로, 과전류로 인한 고장 시 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서도 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 오프된 후 상기 바이메탈(12)이 냉각되기만 하면 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 다시 자동으로 온되고, 이후 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 온/오프 동작을 지속적으로 반복함에 따라서 제품 수명이 단축되는 문제점을 완벽하게 해소할 수 있다.
이상에서 설명한 본 고안에 따른 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 1은 종래의 바이메탈 전류 차단기가 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된 상태를 나타낸 실시예.
도 2는 종래의 전기침대나 전기장판 등에 사용되는 바이메탈 전류 차단기의 평면사진과 측면 사진.
도 3은 도 2에 나타낸 바이메탈 전류 차단기의 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 바이메탈 전류 차단기가 전기침대나 전기장판 등과 같은 부하에 접속된 상태를 나타낸 실시예.
도 5는 본 고안에 따른 바이메탈 전류 차단기의 평면 사진과 측면 사진.
도 6은 도 3에 나타낸 바이메탈 전류 차단기의 단면도.
도 7은 도 3에 나타낸 바이메탈 전류 차단기의 또 다른 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 바이메탈 케이스 11: 바이메탈 전극
12: 바이메탈 13: 정특성 서미스터(PTC)

Claims (4)

  1. 바이메탈 케이스(10) 내부에 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 수용되는 바이메탈 전류 차단기에 있어서,
    과전류로 인한 부하 측의 고장이 해결되지 않은 상태에서 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 오프되면, 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 정특성 서미스터(PTC; 13)가 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하여 상기 부하 측의 고장이 해결될 때까지 바이메탈(12)을 가열함으로써 상기 바이메탈 전극(11)과 바이메탈(12)이 다시 자동으로 온되지 못하도록 제한하는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 상기 바이메탈 케이스(10)에 수용되는 상기 바이메탈 전극(11)의 일측과 상기 바이메탈 케이스(10) 사이에 배치되어 상기 바이메탈 전극(11)의 타측에 위치하는 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 상기 바이메탈 케이스(10)의 상면에 배치되어 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 정특성 서미스터(PTC; 13)는 상기 바이메탈 케이스(10)의 하면에 배치되어 상기 바이메탈(12)과 전기적으로 병렬 연결된 상태로 부하 측으로 인가되는 과전류에 의해 고저항 발열체로 작동하는 것을 특징으로 하는 정특성 서미스터와 바이메탈을 이용한 전류 차단기.
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