KR20110118963A - 비접촉 충전 발열 장치 - Google Patents

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KR20110118963A
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정기수
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Abstract

본 발명에서는 비접촉으로 충전을 수행하는 발열 장치가 개시된다.
일 예로, 내부 코일에 전류가 흐르면 자기력을 방출하는 충전 패치; 및 상기 충전 패치의 자기력을 수신하여 비접촉 충전을 수행하고, 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행하는 디지털사를 포함하는 발열체를 포함하고, 상기 디지털사는 상기 발열체의 내부에 직물과 함께 직조되어 형성하는 발열 장치가 개시된다.

Description

비접촉 충전 발열 장치{Heating Apparatus with Non-contacting Charging}
본 발명은 비접촉으로 충전을 수행하는 발열 장치에 관한 것이다.
오토바이나 자전거 등으로 야외에서 이동을 하는 경우, 운전자가 외부의 공기와 맞닿게 된다. 특히, 겨울철에는 외부 공기가 차갑기 때문에, 이러한 이동 수단들을 이용하는데 제약이 된다. 또한, 이 밖에도 사람에게 열을 전달하여 온도를 높일 필요가 있는 경우가 있다. 그리고 이러한 열 전달을 위해서는 도선에 전류를 인가하여 열을 발생시키는 것이 가능하다. 다만, 이 경우, 전류가 인체에 노출되지 않도록 절연하는 것이 중요하다.
본 발명은 비접촉으로 충전을 수행하는 발열 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 발열 장치는 내부 코일에 전류가 흐르면 자기력을 방출하는 충전 패치; 및 상기 충전 패치의 자기력을 수신하여 비접촉 충전을 수행하고, 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행하는 디지털사를 포함하는 발열체를 포함하고, 상기 디지털사는 상기 발열체의 내부에 직물과 함께 직조되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 충전 패치는 배터리로부터 전력을 인가받아, 상기 내부 코일에 전류를 인가할 수 있다.
그리고 상기 디지털사의 일단은 코일 형태로 형성되어, 상기 충전 패치의 자기력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 디지털사는 상기 발열체를 직조하는 경사 및 위사 중에서 선택된 적어도 하나의 일부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 충전 패치는 오토바이의 안장을 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 오토바이를 탑승하는 사람의 의복을 형성할 수 있다.
또한, 상기 충전 패치는 의자를 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 의자를 이용하는 사람의 의복을 형성할 수 있다.
또한, 상기 충전 패치는 자전거의 손잡이를 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 자전거를 이용하는 사람의 장갑을 형성할 수 있다.
또한, 상기 충전 패치는 커튼의 커튼봉을 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 커튼을 형성할 수 있다.
또한, 상기 발열체의 표면에 부착되어 상기 발열체의 온도를 감지하는 바이메탈 또는 써미스터로 이루어진 온도 감지부가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 발열체는 내부에 가변 저항을 구비하고, 상기 가변 저항의 크기를 제어하여 상기 디지털사에 흐르는 전류량을 제어하는 제어부가 더 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 발열 장치는 충전 패치 및 디지털사를 이용하여 형성된 발열체를 구비하여, 충전 패치가 발열체를 비접촉 충전시킬 수 있도록 하여, 사용자의 편의성을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발열 장치는 발열체 내의 디지털사가 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행함으로써, 발열체를 사용자에게 용이하게 열을 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 발열체를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a의 A 부분 확대도이다.
도 2c는 도 2b의 B-B'선 단면도이다.
도 2d는 도 2b의 C-C'선 단면도이다.
도 2e는 본 발명의 일 실시예예 따른 발열 장치의 충전 패치와 발열체의 동작을 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치와 발열체가 결합된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 발열체를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치 및 발열체를 도시한 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 발열체를 도시한 것이다. 도 2b는 도 2a의 A 부분 확대도이다. 도 2c는 도 2b의 B-B'선 단면도이다. 도 2d는 도 2b의 C-C'선 단면도이다. 도 2e는 본 발명의 일 실시예예 따른 발열 장치의 충전 패치와 발열체의 동작을 도시한 회로도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치와 발열체가 결합된 상태를 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치(100)는 충전 패치(110), 발열체(120)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치(100)는 온도 감지부(130), 제어부(140)를 더 포함할 수도 있다.
상기 충전 패치(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치(100)에서 오토바이의 안장을 형성할 수 있다. 상기 충전 패치(110)는 오토바이에 상기 발열체(120)를 구비한 탑승자가 탑승하면 상기 발열체(120)를 충전하여, 상기 발열체(120)가 발열을 할 수 있도록 한다. 상기 충전 패치(110)는 내부에 코일(111)을 구비한다.
상기 충전 패치(110)는 외부 또는 내부의 전원(10)으로부터 전류를 인가받으며, 상기 내부 코일(111)에 전류를 인가한다. 물론, 이 때 상기 전원(10)이 직류 전원인 경우 교류 전류로 변환하는 컨버터(Converter)가 추가적으로 필요하다.
상기 충전 패치(110)는 상기 내부 코일(111)의 전류 흐름에 의해 발생된 자기력을 이용하여 상기 발열체(120)를 충전한다. 이 때, 상기 발열체(120)는 상기 충전 패치(110)와 물리적으로 접촉되어 있지 않은 상태에서 충전, 즉 비접촉 충전을 수행한다. 따라서, 상기 충전 패치(110)가 상기 발열체(120)를 충전함에 있어서, 상기 발열체(120)를 사용하는 사람의 안전을 도모할 수 있다.
상기 발열체(120)는 상기 충전 패치(110)와 연계되어 비접촉 충전을 수행하고, 발열을 수행한다. 상기 발열체(120)는 의류의 형태, 보다 상세히 설명하면 오토바이 탑승자의 의류의 형태를 갖는다. 상기 오토바이 탑승자가 상기 발열체(120)를 착용한 상태에서, 상기 오토바이에 탑승을 하면, 상기 충전 패치(110)는 상기 발열체(120)를 충전시킨다. 또한, 상기 발열체(120)는 상기 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행한다. 따라서, 상기 오토바이 탑승자가 상기 발열체(120)를 통해 열을 전달받아 보온이 이루어질 수 있다.
상기 발열체(120)는 이를 위해, 경사(121)와 위사(125)를 포함한다. 상기 경사(121)와 위사(125)는 상호간에 직조되어 상기 발열체(120)를 형성한다. 상기 경사(121)와 위사(125)는 상호간에 수직한 방향으로 형성되며, 서로 지그재그 방식으로 직조되어 상기 발열체(120)를 형성한다.
상기 경사(121)는 제 1 방향으로 나란하게 형성되며, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 일정한 간격을 유지하면서 다수 배열된다. 상기 경사(121)는 상기 제 2 방향으로 배열된 다수의 통상 경사(122) 및 디지털사(123)를 포함한다.
상기 통상 경사(122)는 원사를 이용하여 형성된다. 여기서, 상기 원사는 의복 제작을 위한 직물을 구성하는 실을 의미한다. 또한, 도 2b 내지 도 2d에는 상기 통상 경사(122)가 여러 가닥의 원사를 꼬아서 단사처럼 만든 겹사 구조로 도시되어 있다. 그러나 상기 통상 경사(122)의 구조를 겹사 구조로 한정하는 것은 아니며, 상기 통상 경사(122)는 한가닥의 원사인 단사로 형성될 수도 있다.
상기 디지털사(123)는 상기 제 1 방향으로 형성되며, 상기 통상 경사(122)와 나란하게 배열된다. 상기 디지털사(123)는 일단부가 코일의 형태로 형성되어, 상기 충전 패치(110)로부터 인가된 자기력을 이용하여 충전을 수행한다. 상기 디지털사(123)는 상기 충전된 전력을 이용하여 발열을 구행하며, 결과적으로 상기 발열체(120)를 착용한 사람에게 열을 제공한다. 또한, 상기 디지털사(123)가 상기 경사(121)의 일부를 구성하는 것으로 도시 및 설명하였으나, 상기 디지털사(123)는 상기 위사(125)의 일부를 구성하도록 배열되는 것도 가능하며, 상기 디지털사(123)의 형태를 한정하는 것은 아니다. 상기 디지털사(123)는 상기 디지털사(123)의 직경을 기준으로 중심에 위치한 적어도 하나의 금속부(123a), 상기 금속부(123a)를 감싸면서 형성되는 코팅부(123b)를 포함하면서 형성된다. 또한, 상기 금속부(123a)와 상기 코팅부(123b)의 사이에는 상기 코팅부(123b)가 상기 금속부(123a)의 사이 영역으로 인입되지 못하여 형성된 빈 공간인 공극(123c)이 형성될 수도 있고, 상기 코팅부(123b)의 외주연을 감싸는 커버사(미도시)가 더 형성될 수도 있다.
상기 금속부(123a)는 전기적인 저항이 작고, 반복적인 굽힘에 대한 탄성 회복력이 높은 재질의 금속으로 구성된다. 상기 금속부(123a)는 구리, 구리 합금, 은, 은 합금, 금, 금 합금, 황동 중에서 선택된 적어도 하나 또는 이들의 조합을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속부(123a)는 일곱개로 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 내용을 이로써 한정하는 것은 아니다.
상기 코팅부(123b)는 상기 금속부(123a)를 감싸면서 형성된다. 상기 코팅부(123b)는 상기 금속부(123a)에서 발생하는 열은 인체에 도달하도록 하되, 전자파는 인체에 도달하지 못하도록 차단한다. 또한, 상기 코팅부(123b)는 외부 노이즈 전자파가 상기 디지털사(123) 내부의 금속부(123a)에 도달하지 못하도록 차단한다. 이를 위해, 상기 코팅부(1212b)의 재질로서 ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated Ethylenepropylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PVDF(Polyvinylidenefluoride), PFA(Perfluoroalkoxy) 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 사용될 수 있으나 이로서 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
이러한, 상기 디지털사(123)는 일단이 코일(123d)로 구비되어, 상기 충전 패치(110)의 내부 코일(111)로부터 발생한 자기력을 이용하여 비접촉 충전을 수행한다. 또한, 충전된 상기 디지털사(123)에 전류가 흐르면 저항성 성분(123e)을 통해 발열이 이루어진다. 따라서, 상기 디지털사(123)는 상기 발열체(120)를 착용한 탑승자에게 열을 전달할 수 있다.
상기 위사(125)는 상기 경사(121)에 수직한 제 2 방향으로 다수 형성된다. 상기 위사(125)는 상기 제 1 방향으로 일정 간격을 유지하면서 다수 배열되며, 상호간에 나란하게 위치한다. 상기 위사(125)는 상기 경사(121)와 함께 직조되어 상기 발열체(120)를 형성한다. 상기 위사(125)는 상기 통상 경사(121)와 마찬가지로 단사 또는 겹사의 구조를 가질 수 있다.
상기 위사(125)는 상기 그 배열된 열에 따라서 제 1 위사(126) 및 제 2 위사(127)의 두 그룹으로 구성된다. 상기 제 1 위사(126) 및 제 2 위사(127)는 상호간에 이웃하게 배열된다. 예를 들어, 상기 제 1 위사(126)는 각 홀수열에 위치한 위사이고, 상기 제 2 위사(127)는 각 짝수열에 위치한 위사일 수 있다.
상기 온도 감지부(130)는 상기 발열체(120)의 표면 일부에 형성된다. 상기 온도 감지부(130)는 상기 발열체(120)의 온도를 감지한다. 그리고 상기 온도 감지부(130)는 상기 온도를 상기 제어부(140)에 전달한다. 따라서, 상기 온도 감지부(130)는 상기 발열체(120)를 착용한 오토바이 탑승자가 온도를 인지할 수 있도록 한다. 상기 온도 감지부(130)는 상기 발열체(120)의 온도를 감지하기 위해, 통상적인 바이메탈(Bimetal)이나 써미스터(thermistor)를 이용하여 형성될 수 있다. 다만, 상기 온도 감지부(130)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 제어부(140)는 상기 발열체(120)의 일측에 부착된다. 상기 제어부(140)는 상기 온도 감지부(130)로부터 전달받은 온도 신호를 디스플레이를 통해 표시할 수 있으며, 오토바이 탑승자가 상기 발열체(120)의 온도를 제어할 수 있도록 할 수도 있다. 상기 제어부(140)는 상기 발열체(120)의 내부에 구비된 가변 저항(미도시)의 크기를 조절하여 상기 디지털사(123)를 통과하는 전류량을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(140)는 상기 발열체(120)의 온도를 제어할 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 장치(100)는 오토바이 안장에 형성된 충전 패치(110)와 디지털사(123)를 직조하여 오토바이 탑승자의 의류를 형성하는 발열체(120)를 구비하여, 충전 패치(110)가 발열체(120)를 비접촉 충전시키도록 하여, 사용시 편의성을 도모할 수 있다. 또한, 상기 디지털사(123)는 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행함으로써, 상기 발열체(120)를 착용한 오토바이 탑승자에게 용이하게 열을 전달할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 장치의 구성을 설명하도록 한다. 앞선 실시예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 별도로 도시하지 않았으며, 이하에서는 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 장치(200)는 충전 패치(210), 발열체(미도시)를 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 장치(200)는 온도 검출부(미도시), 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 패치(210)는 의자를 구성하는 시트의 형태로 이루어진다. 상기 충전 패치(210)는 상기 발열체(120)를 구비한 사람이 의자인 상기 충전 패치(210)에 앉으면, 상기 발열체(120)를 충전하여 상기 발열체(120)가 발열을 할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 충전 패치(210)는 내부 코일을 구비하며, 외부 또는 내부의 전원으로부터 전류를 상기 내부 코일에 인가하여 자기력을 발생시킨다. 그리고 상기 발열체(120)는 상기 충전 패치(110)와 비접촉 충전을 수행한다. 따라서, 상기 충전 패치(110)가 상기 발열체(120)를 충전함에 있어서, 상기 발열체(120)를 사용하는 사람의 안전을 도모할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치를 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 발열체를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치(300)는 자전거의 손잡이를 구성하는 충전 패치(310), 장갑을 구성하는 발열체(320)를 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치(300)는 온도 감지부(미도시), 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 충전 패치(310)는 자전거를 구성하는 손잡이의 형태로 이루어진다. 또한, 상기 충전 패치(310)는 장갑 형태의 상기 발열체(320)를 착용한 사람이 상기 충전 패치(310)를 잡으면, 상기 발열체(320)를 충전하여 상기 발열체(320)가 발열을 할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 충전 패치(310)는 역시 내부 코일을 구비하며, 외부 또는 내부의 전원으로부터 전류를 상기 내부 코일에 인가하여 자기력을 발생시킨다. 그리고 상기 발열체(320)는 상기 충전 패치(310)와 비접촉 충전을 수행한다.
상기 발열체(320)는 디지털사를 이용해 이루어지며, 장갑의 형태를 갖는다. 상기 발열체(320)를 손에 착용한 사람이 상기 충전 패치(310)를 잡으면, 상기 발열체(320)는 상기 충전 패치(310)와 비접촉 충전을 수행한다. 또한, 상기 발열체(320)는 상기 충전된 전력을 이용하여, 상기 디지털사에 전류를 인가하며, 그 결과 발열을 수행한다. 따라서, 상기 발열체(320)는 상기 발열체(320)를 착용한 사람의 손에 열을 가하여, 손의 보온을 이룰 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치의 충전 패치 및 발열체를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치(400)는 충전 패치(410), 발열체(420)를 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 장치(400)는 온도 감지부(미도시), 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 충전 패치(410)는 커튼봉 형태로 구성된다. 상기 충전 패치(410)는 상기 발열체(420)가 상기 커튼봉의 중앙으로 이동하는 경우, 상기 발열체(420)를 비접촉 충전한다. 이를 위해, 상기 충전 패치(410)는 상기 커튼봉의 중앙에 밀집되어 형성된 내부 코일을 포함한다. 따라서, 상기 발열체(420)가 형성된 커튼이 햇빛 등을 가리기 위해 쳐지는 경우, 즉 상기 발열체(420)가 상기 충전 패치(410)의 중앙까지 커튼봉을 따라 이동하는 경우, 상기 충전 패치(410)는 내부 코일에 전류를 인가한다. 결국, 상기 충전 패치(410)로부터 자기력이 발생하므로, 상기 충전 패치(410)를 이용하여 상기 발열체(420)가 비접촉 충전을 수행한다.
상기 발열체(420)는 디지털사를 이용하여 직조되어 커튼을 형성한다. 상기 발열체(420)로 이루어진 커튼이 쳐지는 경우, 상기 발열체(420)는 상기 충전 패치(410)로부터 발생한 자기력을 이용하여 비접촉 충전을 수행한다. 또한, 상기 발열체(420)는 충전된 전력을 이용하여 디지털사에 전류를 인가하며, 그 결과 발열을 수행한다. 또한, 상기 발열체(420)를 이용한 커튼이 걷힌 경우, 상기 발열체(420)는 상기 충전 패치(410)와 이격된 상태가 되어, 비접촉 충전을 수행하지 않으며, 그 결과 상기 발열체(420)는 발열을 수행하지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 발열 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400; 발열 장치
110, 210, 310, 410; 충전 패치 120, 320, 420; 발열체
123; 디지털사 130; 온도 감지부
140; 제어부

Claims (10)

  1. 내부 코일에 전류가 흐르면 자기력을 방출하는 충전 패치; 및
    상기 충전 패치의 자기력을 수신하여 비접촉 충전을 수행하고, 충전된 전력을 이용하여 발열을 수행하는 디지털사를 포함하는 발열체를 포함하고,
    상기 디지털사는 상기 발열체의 내부에 직물과 함께 직조되어 형성된 발열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 패치는 배터리로부터 전력을 인가받아, 상기 내부 코일에 전류를 인가하는 발열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털사의 일단은 코일 형태로 형성되어, 상기 충전 패치의 자기력을 수신하는 발열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털사는 상기 발열체를 직조하는 경사 및 위사 중에서 선택된 적어도 하나의 일부를 형성하는 발열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 패치는 오토바이의 안장을 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 오토바이를 탑승하는 사람의 의복을 형성하는 발열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 패치는 의자를 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 의자를 이용하는 사람의 의복을 형성하는 발열 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 패치는 자전거의 손잡이를 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 자전거를 이용하는 사람의 장갑을 형성하는 발열 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 패치는 커튼의 커튼봉을 형성하고, 상기 발열체는 직조되어 상기 커튼을 형성하는 발열 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체의 표면에 부착되어 상기 발열체의 온도를 감지하는 바이메탈 또는 써미스터로 이루어진 온도 감지부가 더 형성된 발열 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 내부에 가변 저항을 구비하고, 상기 가변 저항의 크기를 제어하여 상기 디지털사에 흐르는 전류량을 제어하는 제어부가 더 형성된 발열 장치.
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