KR20110016518A

KR20110016518A - 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치

Info

Publication number: KR20110016518A
Application number: KR1020090074043A
Authority: KR
Inventors: 유한성; 민금자
Original assignee: 유한성; 민금자
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-02-18

Abstract

본 발명은 별도의 온도센서를 전열침구 및 난방기기용 제품들의 발열선 및 감열선의 근처에 사용하지 않고 온도를 정확하게 조절할 수 있고 발열선 및 감열선의 전체적인 지점이나 국부적으로 단락되어 순간적으로 과열되는 경우 별도의 온도 센서가 없어도 단락이 검출되며 열이 올라 갈수록 에너지가 절약되도록 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 열을 발생하는 발열선의 전체 길이 구간에 대한 온도 변화를 온도 센서선을 통해 검출하는 발열부와, 전자 부품 등의 이상으로 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용단되어 전원 공급을 차단하는 안전 회로, 발열부가 과열되거나 단락됨을 검출하는 과열/단락 검출 회로, 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부, 상기 발열부의 온도 변화에 따라 발열부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로, 취침 온도 유지를 위한 취침 회로, 발열부의 온도 센서선으로부터 검출되는 온도 변화에 따른 온도 검출전압을 발생하는 온도검출 회로, 발열부의 과열 또는 단락시 발열부에 공급되는 전원이 차단되도록 하고, 발열부의 온도 변화에 따라 온도 조절이 이루어질 수 있도록 제어하며, 취침 회로에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 연산부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.

Description

침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치{Apparatus for Driving Electric Field and Magnetic Field Shielded Heating Wire for The Use of Bedding}

본 발명은 전열 침구 및 난방기기에 적용되는 발열선의 전체 길이를 따라 온도 센서선을 함께 연장하여 집합 연장함에 의해, 발열선의 온도 변화를 실시간으로 검출할 수 있는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전열 침구류는 전기 에너지를 열 에너지로 변화시켜 열을 발생시킴으로써 일정 온도로 난방하는 것으로, 전기 담요, 전기 장판, 전기 매트 또는 전기 카펫 등이 있다.

이러한 전열 침구류는 발열선을 보온재의 내부에 소정 간격으로 배열하고 상기 발열선의 종단에 사용자가 임의로 온도를 설정하고 설정된 온도를 유지하기 위하여 상기 발열선에 공급되는 전원을 조절하는 구동 장치를 구비하여 구성된다.

또한, 상기와 같은 전열 침구류에는 상기 발열선에서 발열되는 온도를 감지하고 상기 발열선에 공급되는 전원을 조절하여 온도를 제어하기 위한 온도 센서가 전열 침구의 내부 소정 위치에 칩 형태로 장착됨이 필수적이었다.

그러나, 이와 같은 종래의 전열 침구류에서는 상술한 바와 같이 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 전열 침구의 특정위치에 장착되므로 상기 온도 센서가 침구류 전체적인 온도를 감지하지 못하고 온도 센서가 장착된 위치에서의 온도를 감지하여 전열 침구류에 인가되는 전원을 조절하게 된다. 따라서, 온도 센서가 위치한 부분이 이상 가열되거나 또는 포개지거나 겹쳐지는 경우에는 전열 침구류의 일부분에 대한 온도의 감지로 온도 제어가 비정상적으로 이루어지게 되었다.

즉, 발열선과 분리된 별도의 온도 센서를 장착하여 온도를 검출하므로, 발열선 내부의 단락으로 인해 발생하는 발열선 전체의 온도를 검출하지 못할 뿐만아니라, 임의의 위치에서의 국부적인 과열도 검출하지 못하여 온도 제어가 비정상적으로 이루어지게 되는 문제점을 가지고 있었으며, 더불어, 상기 발열선이 국부적으로 과열하거나 단락 및 단선 되면, 화재 및 감전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 전열 침구류에 있어서는, 취침 모드를 설정할 수 없어서 취침시에 취침 온도를 유지할 수 없었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 전열 기기의 발열선의 전체 길이 구간을 따라 발열선의 온도변화를 실시간 검출할 수 있는 온도 센서선을 함께 집합 연장함에 의해, 별도의 온도센서 를 전열침구 및 난방기기용 제품들의 발열선 및 감열선의 근처에 사용하지 않고 온도를 정확하게 조절할 수 있고 발열선 및 감열선의 전체적인 지점이나 국부적으로 단락되어 순간적으로 과열되는 경우 별도의 온도 센서가 없어도 단락이 검출되며 열이 올라 갈수록 에너지가 절약되며, 사용자가 전원을 켜 놓고 외출하는 경우에도 에너지를 절약하고 화재를 예방할 수 있으며, 취침 모드에서는 온도 설정부의 온도 설정을 가변해도 이를 무시하고 일정 온도를 유지할 수 있는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 발열선을 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생함과 더불어, 상기 발열선의 전체 길이 구간에 대한 온도 변화를 온도 센서선을 통해 검출하는 발열부와, 상용 전원을 상기 발열부에 공급하고, 전자 부품 등의 이상으로 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용단(溶斷))되어 전원 공급을 차단하는 안전 회로, 상기 발열부가 과열되거나 단락됨을 검출하는 과열/단락 검출 회로, 상기 발열부에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부, 상기 발열부의 온도 센서선에 의해 검출되는 온도 변화에 따라 상기 발열부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로, 상기 발열부의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정 회로, 취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 회로, 상기 발열부의 온도 센서선으로부터 검출되는 온도 변화에 따른 온도 검출전압을 발생하는 온도검출 회로, 상기 온도설정 회로의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로를 제어하여 상기 발열부의 온도를 제어하고, 상기 과열/단락 검출 회로에서 상기 발열부의 과열 또는 단락 상태가 검출되면 상기 발열부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로를 제어하며, 상기 온도검출 회로의 온도 검출전압에 의해 검출되는 온도 변화에 따라 상기 출력 회로를 제어하여 온도 조절이 이루어질 수 있도록 제어하고, 상기 취침 회로에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 연산부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치를 제공한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치는, 과열방지용 바이메탈을 상시 오프(Off) 상태인 NO 접점 방식을 사용함에 의해, 발열부의 과열을 방지하고 발열선의 보호가 가능하여 침구류를 보다 안전하게 사용할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 침구류용 발열선과 함께 집합 연장된 온도 센서선은, 순철 재질로 형성하여 온도 변화에 따른 저항의 변화폭이 상대적으로 작음에 따라 실시간으로 정확한 온도 조절을 할 수 있고, 발열선의 열이 올라 갈수록 에너지가 절약된다.

셋째, 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치는, 발열선의 전체에서 온도를 검출하도록 되어 있기 때문에, 발열선의 전체 면적의 어느 위치에서 단락되어도 상기 발열선에 과전류가 공급되는 등 비 정상적으로 전원이 공급되면 즉시 전원을 차단하므로 과열, 화재 발생 및 감전사고를 사전에 방지하고 보다 안전하게 침구류를 이용할 수 있다.

넷째, 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치는, 발열선 및 온도 센서선의 피복과 은박 필름, 접지선이 대지와 간접으로 접지가 가능하여 유도 전류가 발생되지 않으므로 전자파를 미연에 차단할 수 있다.

다섯째, 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치는, 과전류 차단 및 단락 검출이 가능하여 과전류로부터 회로를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 화재를 예방하여 침구류를 보다 안전하게 사용할 수 있다.

여섯째, 본 발명은 소형 마이컴을 이용한 설정 온도 제어 및 취침 모드 설정에 따라 발열선의 온도를 적절하게 제어하고, 일정 시간 이상 발열되면 차단하므로 편안하고 안전하게 침구류를 사용할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전자기파 차단 발열선과 함께 연장되는 온도 센서선으로 사용된 순철의 온도에 따른 저항값 변화표이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 절연 내피(110)에 의해 외부면이 피복된 제1발열선(6)과, 절연 내피(130)에 의해 외부면이 피복된 제2발열선(7), 절연 내피(150)에 의해 외부면이 피복되어 각 발열선(6,7)의 전체 길이 구간에 대해 온도 변화를 검출하는 온도 센서선(5)이, 서로 3겹으로 꼬여지는 형태로 동일 길이 방향을 따라 집합 연장되고, 각 발열선(6,7), 온도 센서선(5)을 피복하는 각 절연 내피(110,130,150)의 외주면에는 절연 금속박막 필름(160)이 피복되어 접지시키도록 되어 있다.

상기 온도 센서선(5)은 순도 99.9% 이상인 순철(Fe)로 형성되고, 상기 각 절연 내피(110,130,150)는 절연 물질로써 실리콘, 나일론 또는 테프론 등의 재질이 이용된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에서는, 모든 구성요소가 도 1에 따른 본 발명의 제1실시예와 동일하지만, 하나의 접지선(170)이 추가되어 제1 및 제2발열선(6,7), 온도 센서선(5)과 함께 4겹으로 꼬여지는 형태로 동일 길이 방향을 따라 집합 연장될 수 있도록 하고, 각 발열선(6,7), 온도 센서선(5)을 피복하는 각 절연 내피(110,130,150)와, 상기 접지선(170)의 외주면에는 절연 금속박막 필름(160)이 피복되어 접지시키도록 되어 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에서는, 동선 또는 에나멜선으로 이루어진 심선(180)의 외주면을 감싸도록 상기 심선 외부면에 제1절연내 피(190)가 피복되고, 상기 제1절연 내피(190)의 외주면에 제1발열선(6)이 피복되며, 상기 제1발열선(6)을 포함한 상기 제1절연 내피(190)의 외주면을 감싸도록 상기 제1절연 내피(190)에 제2절연 내피(200)가 피복되고, 상기 제2절연내피(200)의 외주면에 제2발열선(7)이 권선되어 있으며, 상기 제2발열선(7)을 포함한 상기 제2절연 내피(200)를 감싸도록 상기 제2절연 내피(200) 위주면에 절연 금속박막 필름(160)이 피복되어 있는 상태에서, 상기 제2절연 내피(200)와 금속박막 필름(160)의 사이에 제3절연 내피(150)가 피복된 온도 센서선(5)이 발열선을 따라 길게 연장될 수 있다.

즉, 상기 온도 센서선(5)은 상기 제2절연 내피(200)의 외주면에서 상기 발열선의 길이 방향을 따라 길게 연장되고 상기 금속박막 필름(160)은 상기 온도 센서선(5)을 포함한 상기 제2절연 내피(200)의 외주면에 중첩되도록 감겨진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에서는 각 구성요소가 도 3에 따른 본 발명의 제3실시예와 동일하지만, 상기 제3절연 내피(150)가 피복된 온도 센서선(5)이 발열선을 따라 길게 연장되어 있지 않고, 상기 제2발열선(7)의 권선 상태와 동일하게 상기 제2절연 내피(200)를 따라 권취되어 연장될 수 있도록 한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에서는 각 구성요소가 도 4에 따른 본 발명의 제4실시예와 동일하지만, 하나의 접지선(170)이 추가되어 상기 제2발열선(7)과 온도 센서선(5)을 감싸도록 제4절연 내피(210)가 피복되고, 상기 제4절연 내피(210)의 외주면에 접지선(170)이 권선되어 있도록 하며, 상기 접지선(170)의 외주면에는 절연 금속박막 필름(160)이 피복되어 있도록 한다.

한편, 본 발명의 제5실시예에서는 상기 접지선(170)이 제4절연 내피(210) 외주면에 권선되어 있도록 하고 있지만, 이에 한정되지는 않는 것으로서 상기 제4절연 내피(210)가 상기 접지선(170)을 직접 피복한 상태에서 상기 발열선을 따라 길게 연장되도록 하는 것도 얼마든지 가능하다.

상기 온도 센서선(5)을 형성하는 순철은 온도 변화에 따른 저항값이 일정하게 변화되기 때문에 발열선의 온도를 정확하게 측정하는 것이 가능하고, 온도 변화에 따른 저항값의 변동폭이 상대적으로 작기 때문에 열이 올라갈수록 에너지가 절약되는 바, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 온도 센서선(5)의 길이를 발열선의 길이와 유사한 길이로 예컨대 "26 m"와, "34 m"만큼 설정한 경우에, 온도 변화에 따른 저항값의 변동이 일정하고, 그 변동폭이 상대적으로 작게 됨을 알 수 있다.

그 다음에, 도 7은 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치의 블록 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치는, 제1 및 제2발열선을 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생함과 더불어, 상기 제1 및 제2발열선과 동일 길이 방향으로 집합 연장된 온도 센서선을 통해 온도 변화를 검출하는 발열부(D)와, 상용 전원을 상기 발열부(D)에 공급하고, 전자 부품 등의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용단(溶斷))되어 과열 또는 화재를 예방하며, 상기 발열부(D)에 공급되는 전원에 과전압 및 과전류가 발생하면 자동으로 전원 공급을 차단하는 안전 회로(A), 상기 발열부(D)가 과열되거나 단락됨을 검출하는 과열/단락 검출 회로(J), 상기 발열 부(D)에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부(F), 상기 발열부(D)에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로(B), 상기 발열부(D)의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정 회로(H), 취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 회로(G), 상기 발열부(D)의 온도를 검출하는 온도검출 회로(C), 상기 온도설정 회로(H)의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로(B)를 제어하여 상기 발열부(D)의 온도를 제어하고, 상기 과열/단락 검출 회로(J)에서 상기 발열부(D)의 과열 또는 단락 상태가 검출되면 상기 발열부(D)에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로(B)를 제어하며, 상기 온도검출 회로(C)를 통하여 상기 발열부(D)의 온도 변화를 연산하여 그 온도 변화에 따라 상기 출력 회로(B)를 제어하여 온도 조절이 이루어질 수 있도록 제어하고, 상기 취침 회로(G)에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 연산부(E)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치의 각부의 회로적 구성에 대해 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 안전 회로(A)는 상용 전원에 과전압이 발생되면 자동으로 전원 공급을 차단하기 위한 것으로, 전원 스위치(2), 안전 퓨즈(3) 등으로 구성되어 상기 전원 스위치(2)가 온되면 상용 교류 전원을 상기 출력 회로(B) 및 발열부(D) 등에 공급한다. 즉, 상기 전원 스위치(2)가 온되면 전원이 안정적으로 공급되고, 상기 상용 전원에 과전압(과전류)이 발생되면 상기 안전 퓨즈(3)가 절단되어 상기 상용 전원 의 공급을 차단한다.

상기 출력 회로(B)는 역전류 다이오드(8), 출력제어소자용 사이리스터(10), 바이어스 저항(11), 출력용 계전기(12), 리미트 저항(14,16,18), 결합 트랜지스터(13), 리미트 다이오드(15), 포토 커플러(17)로 구성되어, 상기 연산부(E)의 제어에 따라 상기 발열부(D)에 공급되는 상용 전원을 온/오프하고, 상기 발열부(D)의 발열선(6,7)의 온도에 따라 상기 발열부(D)에 공급되는 상용 전원을 온/오프한다.

상기 정전압 회로(F)는 상기 발열부(D)에 공급되는 상용 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하기 위한 것으로, 리미트 저항(34,37), 리미트 콘덴서(35), 정류 다이오드(36,39), 평활 콘덴서(40,42,43), 정전압 다이오드(41), 정전압 소자(38)를 포함하여 구성된다.

상기 발열부(D)는 제1 및 제2발열선(6,7), 온도 센서선(5), 발열선 차폐부(4), 과열 방지용 바이메탈(9)을 포함하여 구성되어, 전원이 공급되면 열을 발생하고, 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상으로 과열되면 상기 바이메탈(9)을 오프(Off) 상태에서 온(On) 상태로 전환하여 과열 또는 화재를 예방하고, 상기 온도 센서선(5)에 의해 검출되는 각 발열선(6,7)의 온도 변화에 따른 저항 변동값을 상기 온도검출 회로(C)에 전달한다.

여기서, 상기 과열 방지용 바이메탈(9)은 상시 오프 상태를 유지하는 NO 접점 방식으로 이루어져 있어서, 종래 상시 온 상태를 유지하는 NC 접점 방식의 이용에 따라 바이메탈의 사용수명 한계시 접점이 단락됨에 의해 발열선이 과열되어도 전원 차단이 불가능하게 되어 과열 및 화재가 발생하는 위험성을 사전에 차단할 수 있도록 한다.

상기 온도검출 회로(C)는 풀업 저항(19), 리미트 저항(20), 온도 보상용 반고정 저항(21), 바이어스 콘덴서(22)를 포함하여 구성되어, 상기 발열부(D)의 온도 센서선(5)의 온도 변화 측정에 따른 저항값 변동에 따라 그에 상응하는 온도 검출전압을 발생하여 상기 연산부(E)에 제공한다.

상기 과열/단락 검출 회로(J)는, 검출 다이오드(45,46), 검파 다이오드(44), 바이어스 콘덴서(47), 포토 커플러(48), 리미트 저항(49,50), 저항(52,53), 드라이버 트랜지스터(54), 바이어스 저항(55) 등을 포함하여 구성되어, 상기 발열부(D)의 제1, 제2발열선(6,7)이 과열되거나 단락됨을 감지하고 이를 상기 연산부(E)에 전달하여 상기 출력 회로부(B)를 통해 상기 발열부(D)에 공급되는 전원이 차단되도록 한다.

상기 온도 설정 회로(H)는 온도 설정용 가변 저항(33)으로 구성되어, 사용자가 상기 가변 저항(33)을 조절하여 원하는 온도를 선택하도록 한다.

상기 취침 회로(G)는 풀업 저항(24), 취침 표시램프(25), 안전 표시램프(27), 리미트 저항(26,28,29), 취침 절체 스위치(30), 분압 저항(31,32)를 포함하여 구성되어, 사용자가 상기 취침 절체 스위치(30)의 조작에 의해 취침 모드를 선택하도록 하고, 상기 안전 회로(A)의 전원 스위치(2)가 온 된 상태에서, 상기 취침 표시램프(25)의 점멸을 통하여 취침 모드가 설정되었는지를 표시한다.

상기 연산부(E)는, 제어용 마이컴(23)을 포함하여 구성되어, 상기 온도검출 회로(C)를 통하여 상기 발열부(D)의 온도 센서선(5)에서 검출한 발열선(6,7)의 온 도 변화에 따른 온도 검출전압을 연산하여 온도 검출값에 상응하여 온도 조절이 이루어지도록 상기 출력 회로(B)를 제어하고, 상기 과열/단락 검출 회로(J)에서 과열이나 단락이 검출되면 상기 출력 회로(B)를 제어하여 상기 발열부(D)에 공급되는 상용 전원이 차단되도록 제어하며, 상기 취침 회로(G)로부터 취침 모드가 설정되었는지를 판별하여 그에 따른 취침 기능을 제어한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원 플러그가 상용 전원 콘센트에 꽂혀져서 상용 교류 전압의 공급이 가능한 상태에서 상기 안전 회로(A)의 전원 스위치(2)가 턴 온되면, 상용 교류 전압이 상기 안전 회로(A)의 단자(56) → 전원 스위치(2) → 퓨즈(3)를 통하여 각 회로부에 공급된다.

그 상태에서, 상기 연산부(E)의 마이컴(23)은 취침 회로(G)의 안전 표시램프(27)를 점등시키게 되고, 마이컴(23)의 6번 단자 → 출력 회로(B)의 리미트 저항(18) → 포토 커플러(17) → 리미트 저항(16) → 다이오드(15)를 통하여 사이리스터 게이트(10)가 동작되도록 하고, 마이컴(23)의 7번 단자 → 출력 회로(B)의 저항(14) → 결합 트랜지스터(13)를 통하여 출력용 계전기(12)의 접점이 턴온 되도록 함에 의해, 상기 안전 회로(A)로부터의 상용 전원이 출력 회로(B)의 사이리스터(10) 애노드 → 출력용 계전기(12) 접점 → 발열부(D)의 제1발열선(6) → 과열/단락 검출 회로(J)의 다이오드(45,46) → 발열부(D)의 제2발열선(7) → GND 로 공급되어 각 발열선(6,7)의 온도가 상승된다.

한편, 상기 발열부(D)에서는 상기 제1 및 제2발열선(6,7)의 온도가 상승하면, 온도 센서선(5)이 각 발열선(6,7)의 온도 변화에 따라 저항값이 변동되고, 온도 센서부(5) → 온도검출 회로(C)의 반고정 저항(21) → 풀업 저항(19) 및 저항(20), 바이어스 콘덴서(22)를 통해 온도 검출전압이 상기 연산부(E)의 마이컴(23) 2번 단자에 입력된다.

또한, 상기 온도설정 회로(H)의 가변 저항(33)에 의해 설정된 설정 전압은 취침 회로(G)의 취침 절체 스위치(30) 접점 → 저항(29)을 통하여 상기 마이컴(23)의 4번 단자로 입력되는 바, 상기 마이컴(23)은 상기 온도설정 회로(H)로부터 설정된 온도에 근거하여 상기 온도검출 회로(C)로부터의 온도검출 전압을 연산함에 의해, 온도 변화에 따라 상기 출력 회로(B)를 제어하게 된다.

상기 발열부(D)의 바이메탈(9)은 정상 상태에서는 상시 오프 상태이지만, 과열(바이메탈 온도)이 되면 온 동작이 이루어지게 되고, 상기 바이메탈(9)의 턴온 동작에 따라 상기 과열/단락 검출 회로(J)의 포토 커플러(48)의 1차측 양단 전압이 "0 V(Volt)"로 하락하면서 해당 포토 커플러(48)의 2차측에 접속된 드라이버 트랜지스터(54)가 턴오프된다. 즉, Vcc 전원 → 바이어스 저항(52,53) → 드라이버 트랜지스터(54)의 베이스단, 콜렉터단 → 드라이버 트랜지스터의 에미터단이 하이(High) 레벨 상태가 되어, 상기 마이컴(23)의 3번 단자를 통해 검출 신호가 입력됨에 따라, 상기 마이컴(23)에서 상기 출력 회로(B)의 사이리스터(10)를 오프시켜서 발열부(D)로 인가되는 전원이 차단되도록 함에 의해 과열을 방지하게 된다.

또한, 상기 마이컴(23)은 안전 표시램프(27)를 반복적으로 점멸하여 과열에 의한 이상이 있음을 시각적으로 표시하게 된다.

한편, 상기 발열부(D)의 발열선이 단락되는 경우에, 상기 과열/단락 검출 회로(J)의 포토 커플러(48) 1차측 양단 전압이 "O V"로 하락하면서 해당 포토 커플러(48)의 2차측에 접속된 드라이버 트랜지스터(54)가 턴오프된다. 그에 따라, 상기 마이컴(23)은 3번 단자를 통해 상기 과열/단락 검출 회로(J)로부터 검출 신호를 입력받은 결과로, 상기 출력 회로(B)의 사이리스터(10)를 오프시켜서 발열부(D)로 인가되는 전원을 차단시킴과 더불어, 상기 안전 표시램프(27)를 반복적으로 점멸하여 이상이 있음을 시각적으로 표시하게 된다.

그 다음에, 사용자가 취침 회로(G)의 취침 절체 스위치(30)를 취침 모드로 스위칭하게 되면, 풀업 저항(24) → 취침 표시램프(25) → 저항(26) → 취침 절체 스위치(30) → GND 로 도통되어 취침 표시램프(25)가 점등되고, 분압 저항(31,32) → 취침 절체 스위치(30) → 저항(29)을 통하여 상기 마이컴(23)의 4번 단자에 취침 설정 전압이 인가된다.

이 때, 상기 마이컴(23)은 취침 모드의 설정에 따라 취침온도의 제어를 수행하게 되는 바, 상기 마이컴(23)은 상기 발열부(D)의 온도 센서선(5)이 온도 변화 측정하여 변동되는 저항값에 의한 온도 검출 회로(C)로부터의 온도 검출전압을 취침 모드의 설정전압과 비교하여 연산하고, 그 연산 결과로 얻어지는 온도에 따라 상기 출력 회로(B)의 사이리스터(10)를 제어하여 상기 발열부(D)의 온도가 제어되도록 한다.

그 다음에, 사용자가 안전 회로(A)의 전원 스위치(2)를 오프시키지 않은 경 우에, 상기 마이컴(23)은 상기 전원 스위치(2)가 턴온되어 상기 발열부(D)의 전원이 공급되는 시점으로부터 미리 설정된 소정의 설정 시간(예컨대 12시간)이 경과되면, 상기 출력 회로(B)의 사이리스터(10)와 출력용 계전기(12)를 각각 오프시켜서 전원 공급을 차단하게 된다. 이는 사용자가 해당 난방기기의 전원 스위치를 오프시키지 않고 장시간 외출하는 등의 부주의에 대응이 가능하도록 이루어진 것이다.

한편, 상기 출력 회로(B)의 사이리스터(10)에 문제가 발생하여 단락되어 버리는 경우에는, 상기 안전 회로(A)의 퓨즈(3)가 용단되어 전원을 차단시킴에 의해 과열 또는 화재 발생을 사전에 예방할 수 있도록 한다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도,

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도,

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도,

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도,

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 온도 조절이 가능한 전자기파 차단 발열선의 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 전자기파 차단 발열선과 함께 연장되는 온도 센서선으로 사용된 순철의 온도에 따른 저항값 변화표,

도 7은 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치의 블록 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치의 회로 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A:안전 회로, B:출력 회로,

C:온도검출 회로, D:발열부,

E:연산부, F:정전압 회로,

G:취침 회로, H:온도설정 회로,

J:과열/단락 검출 회로, 5:온도 센서선,

6,7:발열선, 9:바이메탈,

23:마이컴, 30:취침 절체 스위치.

Claims

발열선을 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생함과 더불어, 상기 발열선의 전체 길이 구간에 대한 온도 변화를 온도 센서선을 통해 검출하는 발열부와;

상용 전원을 상기 발열부에 공급하고, 전자 부품 등의 이상으로 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용단(溶斷))되어 전원 공급을 차단하는 안전 회로;

상기 발열부가 과열되거나 단락됨을 검출하는 과열/단락 검출 회로;

상기 발열부에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부;

상기 발열부의 온도 센서선에 의해 검출되는 온도 변화에 따라 상기 발열부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로;

상기 발열부의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정 회로;

취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 회로;

상기 발열부의 온도 센서선으로부터 검출되는 온도 변화에 따른 온도 검출전압을 발생하는 온도검출 회로; 및

상기 온도설정 회로의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로를 제어하여 상기 발열부의 온도를 제어하고, 상기 과열/단락 검출 회로에서 상기 발열부의 과열 또는 단락 상태가 검출되면 상기 발열부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로를 제어하며, 상기 온도검출 회로의 온도 검출전압에 의해 검출되는 온도 변화에 따라 상기 출력 회로를 제어하여 온도 조절이 이루어질 수 있도록 제어하고, 상기 취침 회로에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 연산부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부의 온도 센서선은 절연 내피에 의해 외부면이 피복되어 있고, 각각 절연 내피에 의해 외부면이 피복된 제1 및 제2발열선과 함께 서로 3겹으로 꼬여지는 형태로 동일 길이 방향을 따라 집합 연장되며, 제1 및 제2발열선, 온도 센서선을 피복하는 각 절연 내피의 외주면에는 절연 금속박막 필름이 피복되어 접지시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부의 온도 센서선은 외부면이 피복되어 있고, 각각 절연 내피에 의해 외부면이 피복된 제1 및 제2발열선, 하나의 접지선과 함께 4겹으로 꼬여지는 형태로 동일 길이 방향을 따라 집합 연장되며, 제1 및 제2발열선, 온도 센서선을 피복하는 각 절연 내피와, 상기 접지선의 외주면에는 절연 금속박막 필름이 피복되어 접지시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부의 온도 센서선은 심선 외부면에 피복된 절연 내피의 외주면에 발열선이 권선되고, 상기 발열선을 포함한 상기 절연 내피를 감싸도록 절연 금속박막 필름이 피복되어 있는 상태에서, 상기 절연 내피와 금속박막 필름의 사이에 절연 내피가 피복된 온도 센서선이 발열선을 따라 길게 연장되거나, 상기 발열선의 권선을 따라 권취되어 연장되는 것 중의 어느 하나에 의해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

심선 외부면에 피복된 절연 내피의 외주면에 발열선이 권선되고, 상기 발열선을 포함한 상기 절연 내피를 감싸도록 절연 금속박막 필름이 피복되어 있으며, 상기 절연 내피와 금속박막 필름의 사이에 절연 내피가 피복된 온도 센서선이 발열선을 따라 길게 연장되거나, 상기 발열선의 권선을 따라 권취되어 연장되는 것 중의 어느 하나에 의해 연장되어 있는 상태에서, 상기 발열선과 온도 센서선을 감싸도록 절연 내피가 피복되고, 해당 절연 내피의 외주면에 접지선이 권선되어 있거나, 발열선을 따라 길게 연장되는 것 중의 어느 하나에 의해 연장되도록 하며, 상기 접지선의 외주면에는 금속박막 필름이 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부의 온도 센서선은 순도 99.9% 이상의 순철(Fe)로 형성된 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부는 제1 및 제2발열선, 온도 센서선, 발열선 차폐부, 상시 오프(Off) 상태인 NO 접점 방식의 과열 방지용 바이메탈을 포함하여 구성되어, 전원이 공급되면 열을 발생하고, 일정 온도 이상으로 과열되면 상기 바이메탈을 오프(Off) 상태에서 온(On) 상태로 전환하며, 상기 온도 센서선에 의해 검출되는 제1 및 제2발열선의 온도 변화에 따른 저항 변동값을 상기 온도검출 회로에 전달하는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 출력 회로는 역전류 다이오드, 출력제어소자용 사이리스터, 바이어스 저항, 출력용 계전기, 리미트 저항, 결합 트랜지스터, 리미트 다이오드, 포토 커플러로 구성되어, 상기 연산부의 제어에 따라 상기 사이리스터, 출력용 계전기를 온/오프하여 상기 발열부에 공급되는 상용 전원의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도 검출 회로는 풀업 저항, 리미트 저항, 온도 보상용 반고정 저항, 바이어스 콘덴서를 포함하여 구성되어, 상기 발열부의 온도 센서선의 온도 변화 측정에 따른 저항값 변동에 따라 그에 상응하는 온도 검출전압을 발생하여 상기 연산부에 제공하는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 과열/단락 검출 회로는 검출 다이오드, 검파 다이오드, 바이어스 콘덴서, 포토 커플러, 리미트 저항, 저항, 드라이버 트랜지스터, 바이어스 저항을 포함하여 구성되어, 상기 발열부의 제1, 제2발열선이 과열되거나 단락됨을 검출하여 상기 연산부에 검출신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 취침 회로는 풀업 저항, 취침 표시램프, 안전 표시램프, 리미트 저항, 취침 절체 스위치, 분압 저항을 포함하여 구성되어, 상기 취침 절체 스위치의 사용자 조작에 의해 취침 모드가 선택되도록 하고, 상기 안전 표시램프의 점멸을 통하여 상기 안전 회로의 전원 스위치가 온 되었음을 표시하며, 상기 취침 표시램프의 점멸을 통하여 취침 모드가 설정되었는지를 표시하는 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연산부는 제어용 마이컴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 침구류용 전기장 및 자계장 차단 발열선의 구동 장치.