KR20120117706A

KR20120117706A - 안전 온도조절장치

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Publication number: KR20120117706A
Application number: KR1020120099247A
Authority: KR
Inventors: 길종진; 길현수
Original assignee: 길종진
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-10-24

Abstract

본 발명은 전기매트, 전기요, 전기장판, 전기난로 등의 전열기구에 대한 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반모드에서는 사용자의 온도조절 스위치의 조작에 따라 가열을 수행하고, 패턴 가열 모드에서는 온도조절스위치를 소정단위의 범위로 분할된 영역에 대응하여 미리 설정되어 있는 출력 패턴에 따라 가열하고, 가열 중 전열기구가 온도조절 스위치의 조작 또는 출력 패턴에 따른 목표 온도로 상기 목표 온도에 도달할 예상 시간 내에 도달하지 않으면 출력 전력을 자동으로 낮추는 안전 온도조절장치에 관한 것이다.
본 발명은 과열에 의한 화재를 방지하여, 안전성을 도모하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 사용자의 습관이나 착각에 따른 스위치 조절 방식을 스스로 개선 반영하여 보다 적합한 패턴의 가열이 가능하도록 하는 효과를 갖는다. 그리고 본 발명은 불필요한 전력 소모를 방지하여 전력사용량을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

Description

안전 온도조절장치 {SAFE CONTROLLER}

본 발명은 전기매트, 전기요, 전기장판, 전기난로 등의 전열기구에 대한 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반모드에서는 사용자의 온도조절 스위치의 조작에 따라 가열을 수행하고, 패턴 가열 모드에서는 온도조절스위치의 조작에 따른 조절신호의 입력 형태에 대응하여 미리 설정되어 있는 출력 패턴에 따라 가열하고, 가열 중 발열선의 온도가 온도조절 스위치의 조작 또는 출력 패턴에 따른 목표 온도에 도달할 예상 시간 내에 도달하지 않으면 출력 전력을 자동으로 낮추는 안전 온도조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기장판, 전기요, 전기매트는 물론 전기난로 등의 전열기구에는 전기를 인가함과 아울러 사용자에 따라 알맞은 온도로 조절하여 사용할 수 있도록 온도조절장치가 구비된다.

도 1은 일반적인 온도도절장치와 발열선을 나타내는 도면이고, 도 2는 온도조절기의 구성을 회로와 함께 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 전열기구의 일측에는 케이블에 의해 온도조절장치(100)가 연결 구비된다. 온도조절기(100)의 본체에는 가열전류의 출력 강도와 온도를 결정하기 위한 회전 방식의 노브와 이에 연결된 온도조절 스위치인 로터리스위치(10)와, 전원을 온오프 하기 위한 전원스위치(SW)가 구비된다. 경우에 따라서는 로터리스위치(10) 하나로 전원의 온오프도 가능하게 할 수 있음은 공지의 기술이다.

노브의 회전각도에 따라, 로터리스위치(10)는 본체 내부에서 전기적으로 전압신호를 크거나 작게 조절하여 출력시키게 된다. 이러한 로터리스위치(10)는 회전 각도에 따라 전압이 가감되면서, 이에 따라 가열전류가 정비례 또는 정비례와 유사한 패턴으로 증가시키는 것을 선택할 수 있게 한다.

이러한 사용자의 로터리스위치(10) 선택에 따라, 제어부(30)는 이에 대응되는 제어를 수행하여 도 1의 (b)와 같은 발열선(200) 등으로 상기 로터리스위치(10)의 선택에 대응하는 가열전류를 흐르게 한다.

발열선(200)은 내측부터 심실(210), 제1선(220), 나일론 써미스터(230), 제2선(240), 피복(250) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 나일론 써미스터(230)는 온도감지를 위해 활용된다.

도 2를 참조하면, 조절입력부(20)는 DC 5V 의 전원이 공급되면, 동시에 가변저항기에 전압이 공급되어 사용자가 회전 시키는 회전 노브의 위치, 즉 로터리스위치(10)의 위치의 저항값에 따라 선택된 전압 신호값을 가지는 조절신호를 제어부(30)로 출력한다. 그러면 제어부(30)는 조절신호에 따라 가열 전류의 출력 또는 온도를 제어하고, 기타 표시제어 등을 수행하게 된다.

이러한 일반적인 온도조절 방식의 온도조절장치는 사용자가 노브를 회전하여 정한 조절신호값 즉, 해당 전압값을 가지는 조절신호에 대응되는 출력값을 가지는 가열전류에 의해 발열선을 가열하게 된다. 이때, 사용자가 처음부터 너무 고온으로 높은 전압값을 설정해 놓은 경우, 이를 방치하게 되면 과열에 따른 화재의 문제가 발생한다.

또한 가열 초기에는 사용자가 원하는 온도까지 상승이 더디므로, 사용자가 좀 높은 고온으로 설정을 하였다가, 나중에 다시 저온으로 변경해서 사용하곤 하는데, 이는 사용자에게도 번거롭고, 저온으로 변경하지 않는 경우에는 전술한 화재의 문제가 생길 수도 있게 된다.

또한 사용자는 로터리스위치를 고온측으로 많은 각도를 돌려놓으면, 전기가 많이 소모된다고 느끼기 때문에, 적당한 수준까지만 돌려놓고 사용하여, 원하는 온도를 누리지 못하거나, 또는 상당한 시간이 소요되도록 하여 오히려 전기의 사용량이 증가되도록 하는 문제가 생기기도 한다.

따라서 사용자의 수동적인 조작의 횟수를 줄여주고, 사용자에게 적합한 가열 패턴을 제공함은 물론, 과열에 따른 화재를 방지하기 위한 온도조절장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 과열에 의한 화재를 방지할 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자가 온도조절스위치(로터리스위치)를 조작하여 설정된 온도로 발열선의 온도가 일정 시간 내에 올라가지 않으면, 보온처리가 안 되고 있는 것으로 판단, 즉 사용하고 있지 않은 것으로 판단하여 출력전력, 즉 가열전류의 세기를 낮추고, 이를 경보하여 불필요한 전력의 소모를 줄일 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안전 온도조절장치는, 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부; 발열선을 포함하고, 가열 제어에 따른 가열전류를 발열선으로 제공하여 발열선의 온도를 조절하는 가열부; 및 상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 및 조절신호의 전압값을 임의의 형태 단위로 정의한 패턴 선택 범위들을 정의하고 있고, 상기 패턴 선택 범위들 각각과 맵핑되어 서로 다른 가열 가변 제어를 수행하는 가열 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 패턴 선택 범위를 인식하고, 인식된 패턴 선택 범위에 대응하는 가열 출력 패턴을 결정하여 설정하는 출력패턴설정부를 포함하여 상기 가열 출력 패턴에 따라 상기 가열부를 가변적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조절입력부는: 회전에 따라 출력되는 조절신호의 전압값을 조절할 수 있는 가변저항기 또는 로터리스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 선택 범위는 조절신호 전압값의 일정 범위 단위로 정의되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 선택 범위는 조절입력부의 조작에 따른 조절신호의 입력 펄스의 개수에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 선택 범위는 조절입력부의 조작에 따른 조절신호의 입력 펄스의 폭에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 출력 패턴은: 일정시간 동안만 상기 가열부로 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 가열전류 출력을 중지하는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 일정시간 동안 출력되는 가열전류가 높은 온도를 유지하기 위한 가열전류인 경우, 상기 가열 출력 패턴의 상기 일정시간은 상대적으로 짧게 형성되고 상기 가열전류가 낮은 온도를 유지하기 위한 가열전류인 경우, 상기 일정시간은 상대적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 출력 패턴은: 일정시간 동안은 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 전류값을 가지는 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 상기 전류값을 낮추어 출력하는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 출력패턴설정부에서 가열전류의 출력을 저감시킨 상태에서, 상기 조절입력부에서 변화된 조절신호가 상기 입력신호수신부를 통해 수신되면, 상기 출력패턴설정부는 상기 저감된 가열전류의 출력을 저감 전 원래의 출력으로 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 출력 패턴은: 일정시간 동안, 상기 조절신호의 전압값에 따라 기 설정된 가열전류의 출력보다 증대시켜 출력하는 패턴인 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 선택신호감지부를 더 포함하여 구성되고, 상기 선택신호감지부는 설정된 시간동안 상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호의 전압값에 따른 상기 패턴 선택 범위를 감지하고, 상기 출력패턴설정부는 상기 선택신호감지부에서 감지된 패턴 선택 범위를 전달받아, 상기 패턴 선택 범위에 해당하는 가열 출력 패턴을 결정하며, 상기 결정된 가열 출력 패턴에 따라 가열전류가 출력되도록 상기 가열부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 선택신호감지부는: 상기 조절입력부로부터 초기 조절신호값, 또는 일정 시간 유지되는 일정 조절신호값, 또는 신호 변동폭, 또는 신호 변동횟수 중 어느 하나 이상의 감지에 의해 상기 패턴 선택 범위를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 선택신호감지부에서 감지한 가열 출력 패턴은: 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안만 출력되어 가열하고, 출력을 중단하도록 구성되거나, 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하도록 구성되거나, 상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하는 구성 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 선택신호감지부에서 감지한 가열 출력 패턴은: 상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 가열전류의 대응 출력값을 기 설정된 값과 다르게 변화시키는 패턴인 것을 특징으로 한다.

상기 가열출력패턴은: 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호에 따른 대응 가열전류의 출력값을 기 설정된 값보다 일정 비율 증가시키거나, 또는 일정 비율 감소시키는 패턴인 것을 특징으로 한다.

상기 가열 출력 패턴은: 상기 입력신호의 최소값에 대응하는 상기 가열전류의 최소 출력값을 증가시키거나, 또는 상기 입력신호의 최대값에 대응하는 상기 가열전류의 출력값을 감소시키는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

발열선의 온도를 측정하는 온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 가열 출력 패턴에 의해 가변 가열 제어를 수행하는 패턴 가열 모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 사용 여부 판단부를 통해 상기 목표 온도 도달 시간 내에 측정 온도가 목표 온도에 도달하지 못한 경우, 상기 조절신호에 대응하는 출력 가열전류보다 낮은 가열전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 출력 가열전류를 시간이 경과할수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 조절신호에 따른 가열 제어를 수행하는 일반모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 사용 여부 판단부를 통해 상기 목표 온도 도달 시간 내에 측정 온도가 목표 온도에 도달하지 못한 경우, 상기 조절신호에 대응하는 출력 가열전류보다 낮은 가열전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 출력 패턴은: 상기 일정시간 후에는 상기 출력값을 낮추어 출력하되, 상기 출력 가열전류를 시간이 일정시간 단위로 경과할수록 단계적으로 낮게 하는 패턴인 것을 특징으로 한다.

상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 최대값이고, 일정 시간이 경과하도록 상기 조절신호가 계속적으로 최대값인 경우에, 상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하거나 출력을 하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 가열부는 나일론 써미스터를 포함하는 발열선을 구비하고, 상기 출력패턴설정부는 상기 조절입력부로부터의 조절신호와 상관없이, 일정시간 동안 가열전류를 출력하여 상기 나일론 써미스터를 가열하는 가열 출력 패턴을 적용함으로써, 가열부에 포함된 수분을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안전 온도조절장치는, 연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부 및 일반모드 및 패턴가열모드 중 하나를 선택하는 선택신호를 출력하는 모드 선택부를 포함하는 입력부; 발열선을 포함하고, 가열 제어에 따른 가열전류를 발열선으로 제공하여 발열선의 온도를 조절하는 가열부; 상기 발열선의 가열 동작에 따른 온도를 측정하는 온도 감지부; 및

상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 패턴 가열 모드에서 조절신호의 전압값을 임의의 형태 단위로 정의한 패턴 선택 범위들을 정의하고 있고, 상기 패턴 선택 범위들 각각과 맵핑되어 서로 다른 가열 가변 제어를 수행하는 가열 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 패턴 선택 범위를 인식하고, 인식된 패턴 선택 범위에 대응하는 가열 출력 패턴을 결정하여 설정하는 출력패턴설정부, 및 상기 일반모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간 및 상기 패턴 가열 모드에서의 가열출력패턴 가변 가열 제어에 따른 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 포함하여 상기 가열 출력 패턴에 따라 상기 가열부를 가변적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

경보를 발생하는 경보부를 더 포함하되, 상기 제어부는: 상기 사용 여부 판단에서 사용자가 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 경보부를 제어하여 사용자가 사용하고 있지 않아 출력 전력을 낮추었음을 알리는 경보를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 경보부는, 상기 사용자가 사용하고 있지 않아 출력 전력을 낮추었음을 알리는 경보를 시각적으로 보여주는 표시부, 및 경고음으로 알려주는 부저를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 표시부에 출력 전력을 낮추었음을 알리기 위해 일반적인 출력 전력값과 낮춘 전력값을 문자 및 그래프 중 하나 이상으로 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 과열에 의한 화재를 방지하여, 안전성을 도모하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 다양한 패턴의 가열전류를 출력할 수 있도록 하고, 이에 대한 선택을 용이하게 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 사용자의 번거로운 수동적 조작없이도 빠른 시간에 목표 온도에 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 사용자의 습관이나 착각에 따른 스위치 조절 방식을 스스로 개선 반영하여 보다 적합한 패턴의 가열이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 미리 설정된 시간 내에 발열선의 온도가 사용자에 의해 설정된 목표 온도에 도달하는지의 여부를 판단하고, 설정된 시간 내에 목표 온도에 도달하지 못하는 경우, 사용자가 전열기구를 사용하지 않는 것으로 판단하여, 출력 전력을 낮추고, 사용자에게 경보함으로써 불필요한 전력의 소모를 줄이고, 사용자가 없는 상태에서의 과열로 인한 화재를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 온도도절기와 발열선을 나타내는 도면이다.
도 2는 온도조절기의 구성을 회로와 함께 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 온도조절장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안전 온도조절장치의 온도조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절 각도에 따른 가열시간을 표시하여 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 가열 출력 패턴들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절에 의한 조절신호의 입력형태에 따른 패턴 선택 범위 예들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 출력패턴설정부에 의해 가열전류의 출력이 제어되어 온도가 단계적으로 하락하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 출력패턴설정부에 의해 출력 가열전류의 최소 최대값 영역이 변화된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절각도에 의한 조절신호의 출력 형태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 온도조절장치의 사용자 사용여부에 따른 자동 출력 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 소모 전력량에 의한 과열 방지를 위한 자동 출력 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시예들을 참조하여, 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 온도조절장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 안전 온도조절장치는 입력부(20), 제어부(30) 및 가열부(50)를 포함하여 구성되고, 본 발명의 실시예에 따라서는 온도감지부(40) 및/또는 경보부(60)가 더 구비된다.

입력부(20)는 조절 입력부(21) 및 모드 선택부(22)를 포함한다. 상기 모드 선택부(22)는 전원 스위치와 같이 조절 입력부(21)에 구성될 수도 있을 것이다.

조절 입력부(21)는 가열전류의 출력의 고저를 조절하기 위해 사용자에 의해 선택된 조절신호를 제공하는 부분으로서, 전술한 로터리스위치 및 가변저항기(10) 중 하나에 의해 구성될 수 있다. 로터리스위치, 가변저항기(10)는 다수의 저항 또는 가변, 볼륨 저항 등을 사용하여, 회전방식에 의해 시계회전 방향으로 회전되면, 인가된 직류 전원의 전압값이 증가되는 조절신호를 제어부(30) 측으로 출력한다.

모드 선택부(22)는 일반모드와 패턴 가열 모드를 설정할 수 있는 일반모드 선택 신호 및 패턴 가열 모드 선택 신호를 제어부(20) 측으로 출력한다.

제어부(30)는 입력신호수신부(31), 출력패턴설정부(33) 및 시간카운트부(34)를 구비하고, 경우에 따라서는 선택신호감지부(32)를 더 구비할 수 있으며, 실시예에 따라 사용여부 판단부(35) 및 과열 판단부(36)를 더 포함할 수 있다. 이러한 각 부분의 구분은, 물리적, 기구적으로 분리된 구성일 수도 있고, 하나의 칩이나 프로그래밍된 마이컴, 회로에 있어서 기능적, 논리적으로만 분리하여 표현되는 구성일 수도 있으며, 이에 따른 제한은 없다.

제어부(30)의 입력신호수신부(31)는 입력부(20)의 조절입력부(21) 및 모드 선택부(22)로부터의 조절신호인 전압 입력신호를 수신하여 제어부(30) 내부에서 처리 및 인식될 수 있는 신호로 변환한다.

출력패턴설정부(33)는 일반모드에서의 입력된 조절신호의 전압값에 따른 가열전류 출력값을 결정하여, 가열전류가 발열선(200)인가되도록 제어하고, 조절 입력부(21)에서 입력되는 조절신호를 일정 범위 단위 또는 특정 형태로 구분하여 패턴 선택 범위를 정의하고, 상기 패턴 선택 범위들 각각에 시간 및/또는 온도 등에 따라 가열전류값이 다양하게 변하는 정의된 가열 출력 패턴들을 저장하고 있으며, 패턴 가열 모드 선택 시 조절 입력부(21)로부터 출력된 조절신호를 입력신호 수신부(31)를 통해 입력받아 상기 입력된 조절신호의 패턴 선택 범위를 인지하고, 인지된 패턴 선택 범위의 가열 출력 패턴을 로드하고, 로드된 가열 출력 패턴에 따라 가열부(50)를 제어하여 발열선(200)을 가열시킨다.

이때 상기 패턴 선택 범위 및 가열 출력 패턴은 사전에 프로그래밍 되어 설정될 수도 있고, 사용자에 의해 설정될 수 있을 것이다.

또한, 상기 설명에서는 출력 패턴 설정부가 패턴 선택 범위 및 가열 출력 패턴이 출력 패턴 설정부(33)에서 모두 설정되는 경우를 설명하였다.

그러나 사용자의 스위치 조작에 대해 선택신호감지부(32)가 그 선택 사항을 각 범위별, 또는 정해진 조절신호 입력 값 또는 입력 형태 등에 따라 감지하여 그 패턴 선택 범위를 인지하고 인지된 패턴 선택 범위를 출력 패턴 설정부(33)로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우, 출력패턴설정부(33)는 선택신호감지부(32)로부터 출력되는 패턴 선택 범위에 따른 가열 출력 패턴을 결정하고, 결정된 가열 출력 패턴에 따라 가열부(50)를 제어하게 된다.

이러한 가열 출력 패턴에 의해 제어함에 있어 가열 출력 패턴에 시간적인 요소가 있는 경우, 제어부(30)는 시간카운트부(38)를 통해 시간을 특정하고 가열 출력 패턴 제어에 적용하게 된다. 또한, 가열 출력 패턴에 의해 제어함에 있어, 가열 출력 패턴에 온도 요소가 있는 경우, 제어부(30)는 온도 감지부(40)를 통해 온도를 감지하여 가열 출력 패턴 제어에 적용하게 된다.

사용여부 판단부(35)는 입력신호 수신부(31)로부터 입력되는 조절신호 및 가열 출력 패턴의 패턴 가열 제어에 따른 목표 온도값들, 및 상기 조절신호 및 출력 패턴에 따른 제어 시 목표 온도에 도달할 수 있는 목표 온도 도달 시간을 정의하고 있으며, 주기적으로 온도감지부(40)를 통해 온도를 측정하고, 측정된 온도에 의해 입력신호 수신부(31)를 통해 입력된 조절신호 또는 가열 출력 패턴의 패턴 가열에 따른 온도에 상기 목표 온도 도달 시간 내에 도달했는지를 검사하고 그 결과를 출력한다.

그러면 제어부(30)는 그 결과 값에 따라, 즉 목표 온도 도달 시간 내에 측정 온도가 목표 온도에 도달했으면 사람이 있거나, 이불 등에 의해 보온 처리가 된 것으로 간주하여 지속적인 정상 가열을 수행한다. 다시 말하면, 제어부(30)는 상기의 경우 전열기구가 사용되고 있는 것으로 판다하여 입력된 조절신호 또는 가열 출력 패턴에 따른 정상적인 가열 제어를 수행한다. 반면, 측정 온도가 상기 목표 온도 도달 시간 내에 목표 온도에 도달하지 못한 경우, 사용자가 전열기구를 사용하지 않는 것으로 판단하여 출력전력, 즉 가열전류를 낮추어 가열 제어를 수행하고, 이를 사용자에게 알리기 위해 경보를 발생한다.

제어부(30)의 과열 판단부(36)는 가열부(50)를 통해 발열선(200)에서 소모되는 소모전력을 측정하고, 그 소모전력에 따라 발열선(200)이 과열될 수 있는 과열 예상 기준 시간 이후까지도 그 소모전력이 지속적으로 소모되는지를 판단한다. 즉 과열 판단부(36)는 측정되는 소모전력에 따라 과열이 발생할 수 있는 과열 예상 기준 시간을 정의하고 있으며, 상기 측정된 소모전력으로 가열전류가 공급되는 시간을 카운트하고, 상기 카운트되는 카운트 시간이 상기 과열 예상 기준 시간을 초과할 때까지 지속적으로 공급되는지의 여부에 따라 발열선(200)에서 소모되는 소모전력의 공급 시간이 상기 과열 예상 기준 시간을 초과하는지를 판단하는 것이다. 상기 과열 예상 기준 시간은 시간이 지남에 따라 발열선(200)을 과열시킬 수 있는 소모전력들에 대해서만 정의되는 것이 바람직할 것이다.

만일, 소모전력이 과열 예상 기준 시간을 초과할 때까지 공급된다면 제어부(30)의 과열 판단부(36)는 자동으로 소모전력을 낮추기 위해 가열전류를 낮추도록 가열부(50)를 제어한다.

온도감지부(40)는 가열부(50) 등의 위치에서 온도를 측정하고, 그 측정값에 따라 새로운 가열전류 출력 패턴을 시작하거나 변화시킬 수 있도록 하기 위한 것으로서 통상의 온도센서를 사용할 수 있을 것이다.

경보부(60)는 제어부(30)의 제어를 받아 경보를 발생한다. 경보부(60)는 상기 사용여부 판단부(35)의 판단결과 미사용으로 판단된 경우 안전 및 절전을 위해 소비전력을 낮추었음을 시각적으로 경보하기 위한 표시부(또는 "절전 표시부"라 함)(61) 및 경고음으로 경보하기 위한 부저(62)를 포함할 수 있을 것이다. 상기 표시부(61)는 발광다이오드(LED)일 수도 있고, 문자를 표시할 수 있는 캐릭터 LCD일 수도 있고, 패턴 가열 모드에서의 가열 출력 패턴 및 미사용 판단에 따라 낮춰진 전력을 그래픽으로 표시할 수 있는 그래픽 LCD일 수도 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안전 온도조절장치의 온도조절 방법을 나타낸 흐름도로서, 일반모드와 패턴 가열 모드에 따른 온도조절 방법을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 전원이 온되면(S411), 제어부(30)는 입력부(20)의 모드 선택부(22)로부터 패턴 가열 모드 선택 신호가 입력되는지를 검사한다(S413).

패턴 가열 모드 선택 신호가 입력되지 않으면, 기본 모드는 일반 가열 모드이므로 일반 가열 모드로 설정한 후(S423), 입력 신호 수신부(31)를 통해 조절신호가 입력되는지를 검사한다(S425).

조절신호가 입력되면, 제어부(30)는 조절신호에 따라 가열부(50)를 제어하여 발열선(200)을 가열한다(S421).

반면, S413에서 패턴 가열 모드 선택 신호가 입력신호 수신부(31)를 통해 입력되면 제어부(30)는 선택신호감지부(32) 또는 출력패턴설정부(33)를 통해 입력된 조절 신호에 대응하는 패턴 선택 범위를 결정한다(S418).

패턴 선택 범위가 결정되면 제어부(30)는 출력패턴설정부(33)를 통해 결정된 패턴 선택 범위에 대응하는 가열 출력 패턴을 검색하여 로드한(S419) 후, 가열 출력 패턴에 따라 가열부(50)를 제어하여 발열선(200)을 가열시킨다(S421).

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절 각도에 따른 가열시간을 표시하여 나타내는 도면으로 로터리 스위치를 통해 입력되는 조절신호의 전압값의 범위에 따라 패턴 선택 범위를 구분하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 로터리스위치(10)는 1~8까지 저온부터 고온까지 설정할 수 있도록 되어 있고, 1 내지 3의 영역을 제1 패턴 선택 범위로, 3 내지 5의 영역을 제2 패턴 선택 범위로, 5 내지 8의 영역을 제3 패턴 선택 범위로 설정되어 있음을 나타내고 있다.

따라서 본 발명의 출력패턴설정부(33)는 로터리스위치(10)에 의한 입력신호값이 일정 영역, 즉 특정 패턴 선택 범위에 있는 경우, 그 패턴 선택 범위에 대한 가열 출력 패턴을 로드하고, 그 패턴 가열 출력 패턴에 따라 가열동작을 제어한다. 일예로, 임의의 특정 패턴 선택 범위에 대응되는 가열 출력 패턴이 시간(14)이 지나면 전원이 OFF 되거나, 가열전류의 출력값이 감소되도록 구성될 수 있을 것이다. 즉, 도 5의 제1패턴 선택 범위는 8시간 후에 전원이 오프되거나 상기 가열전류의 출력값이 감소되는 가열 출력 패턴이 설정될 수 있을 것이다.

특히 고온으로 설정해 놓고, 일정 시간이 지나도록 설정을 중저온으로 바꾸지 않는 다는 것은, 사용자가 전원을 끄지 않고 이탈한 상황이 대부분이기 때문에, 이로 인한 화재가 발생될 수 있어 이러한 기능을 필요로 한다.

도 5의 예를 들어, 조절신호 값이 제1 패턴 선택 범위, 즉 1~3정도의 범위의 값인 경우에는, 그 가열 출력 패턴에 따라 8시간 후에 전원이 자동으로 꺼지도록 하고, 그 보다 높은 제2 패턴 선택 범위, 즉 3~5정도의 범위인 경우에는, 4시간 후에 전원이 자동으로 꺼지도록 하고, 고온인 제3 패턴 선택 범위, 즉 5~8정도의 범위인 경우에는 2시간 후에 전원이 자동으로 꺼지도록 한다. 여기서 범위의 분할이나, 가열시간의 선택은 조건에 따라, 설정에 따라 자유롭게 선택할 수 있을 것이다. 가동시간은 저온 설정일수록 길게 설정될 수 있으며, 고온 설정일수록 짧게 설정되도록 하여 과열을 방지하도록 하며, 이를 통해 화재를 예방할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 가열 출력 패턴들을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 출력패턴설정부(36)는 도 5와 같이 패턴 선택 범위들에 대응하는 다양한 가열 출력 패턴들을 구비할 수 있다.

도 5의 (a)의 가열 출력 패턴은 초기 가열전류의 출력값이 높은 경우, E1과 같이 빠른 시간 내에 출력을 줄이거나 OFF시키도록 구성될 수 있고, 초기 가열전류의 출력값이 보통인 경우, E2와 같이 중간 시간 후에 출력을 줄이거나 OFF시키도록 구성될 수 있으며, E3과 같이 초기 가열전류의 출력값이 낮은 경우, 보다 긴 시간동안 가열하도록 구성될 수 있을 것이다.

또한 (b)의 가열 출력 패턴은 초기 가열전류의 출력값이 높은 출력으로 설정되어 있는 경우, 일정 시간 경과 후 출력값을 낮춰서 계속 가열할 수도 있도록 구성될 수도 있고, 경우에 따라서는 시간 경과에 따라 단계적으로 낮추도록 구성될 수도 있을 것이다.

이를 통해 과열을 방지하고, 화재를 예방하는 안전장치의 기능을 하게 된다. 만약 일정 시간 경과 후 설정 대응값보다 출력값을 낮춘 경우, 사용자가 스위치를 약간이라도 다시 회전시키면, 원 설정 대응값으로 복귀시켜 해당 출력값으로 출력되도록 한다. 예컨대, 사용자가 원하는 온도로 가열되지도 않았는데, 가열 온도가 낮아지면, 사용자는 로터리스위치를 회전시켜 다시 높은 온도로 계속 가열되도록 할 수 있을 것이다.

한편, (c)와 같은 가열 출력 패턴은 초기 일정 시간동안 높은 출력으로 가열전류를 가하도록 패턴을 설정하여, 초기에 급가열을 통해 신속히 따뜻한 온도로 상승시킨 후, 일정 시간이 경과하면, 보통 수준의 보온 가열만 하도록 함으로써, 사용자가 일일이 스위치를 조작하지 않아도 되도록 할 수 있다. 또한 이는 후술할 발열선의 나일론 써미스터를 건조시키기 위한 제어 패턴으로 사용될 수도 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절에 의한 조절신호의 입력형태에 따른 패턴 선택 범위 예들을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 통상은 (a)의 A1에서 시작되는 그래프와 같이, 사용자가 0부터 로터리스위치(10)를 돌려 조절신호를 생성하게 되고, 회전 각도에 따라 높은 전압 값의 조절신호가 비례하여 출력될 것이다.

경우에 따라서는 A2와 같이 전원을 ON시킬 때부터 측 초기부터 로터리스위치가 유효한 선정 전압값의 조절신호를 출력하고 있을 수도 있다. 이러한 로터리스위치의 조절이나, 상태에 따라 조절입력부(21)로부터 발생되는 조절신호를 가열 출력 패턴의 설정 방법으로 사용할 수 있으며, 이는 선택신호감지부(32) 및 출력패턴설정부(33) 또는 출력패턴설정부(33)에서 인식하고 이에 해당하는 가열 출력 패턴을 로드하여, 가열 출력 패턴에 따라 출력 가열전류 흐르게 한다.

또한 (b)와 같이, 사용자가 로터리스위치(10)를 회전시키다가, B와 같이 잠시동안 회전을 멈추고 있다가, 다시 회전함으로써, 선택신호감지부(32)에서 특정 명령신호로 인식하게 할 수도 있고, (c)와 같이 사용자가 로터리스위치(10)를 돌렸다가 감았다가 반복하여, C1-C2, C3-C4와 같은 펄스가 발생되면 그 펄스 수를 선택신호감지부(32)에서 인식하도록 할 수도 있다. 또한 (d)와 같이 사용자가 펄스를 발생시키되, 펄스폭 즉, D1과 같이 낮은 폭과 D2와 같이 높은 폭의 조합 등을 통해 가열 출력 패턴의 패턴 선택 범위 신호를 발생시킬 수도 있다. 따라서 상술한 패턴 선택 범위는 도 5와 같이 로터스위치(10)의 일정 회전 범위, 즉 조절신호 전압 값의 범위가 될 수도 있고, 도 7과 같이 펄스폭의 개수, 펄스의 진폭 크기 등이 될 수도 있을 것이다.

이러한 사용자의 스위치 제어에 따라, 선택신호감지부(32)는 선택신호를 인식하여 이에 해당하는 패턴 선택 범위를 결정하고, 출력패턴설정부(33)는 입력신호수신부(31)의 입력값 범위에 따라 선택신호감지부(32)에서 결정된 패턴 선택 범위에 따라 가열전류 시간을 한정하는 패턴을 적용하거나, 또는 일정 시간 경과 후에는 가열전류가 저감되도록 하는 패턴을 적용하거나, 또는 초기 일정 시간 동안에는 설정 값보다 고온으로 가열시키다가 일정 시간 경과 후에는 원상태로 복구시키는 패턴 등을 적용할 수도 있다.

통상 사용자가 조작하는 가변저항기, 로터리스위치 등의 회전 노브는 300도 정도 변화를 하는데, 0도 각도의 위치를 온도 0도, 300도 각도의 위치를 온도 60도로 정의했다면, 소비자는 30도를 얻으려면 150도 각도 위치로 돌려야 한다. 그러나 일반적인 사용자는 75도 각도 정도 돌렸을 때 적당한 온도로 출력되는 것을 선호하고, 그 이상 돌리면 전기료가 많이 소모될 것이라는 착시 현상 때문에, 각도를 75도 정도만 돌리더라도, 온도 30도의 출력이 나올 수 있도록, 가열 대응 온도, 가열전류의 패턴을 변화시킬 필요가 있다.

예를 들어, 초기 조절신호의 전압값이 이미 어느 범위에 있거나. 또는 사용자가 로터리 스위치를 돌리다가 멈췄다가 돌리거나, 또는 회전을 좌우 반복하는 행위가 있는 경우, 선택신호감지부(34)에서 이를 출력 패턴의 선택을 위한 선택신호로 인식할 수 있게 된다.

즉, 사용자가 노브를 움직여, 가변저항에 따른 조절신호의 전압값이 2.15V로 10초 이상 유지 또는 5V인 상태로 10초 이상 계속 유지하는 식의 펄스폭 조건을 만들어 주면 이를 마이컴이 읽어들여, 이 값에 따라 예약된 프로그램, 가열 출력 패턴에 따른 가열 제어를 수행하게 된다.

처음부터 기 설정된 패턴 또는 상기와 같은 선택신호에 의해 선택될 수 있는 패턴은 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 출력패턴설정부에 의해 출력 가열전류의 최소 최대값 영역이 변화된 상태를 나타내는 도면인데, 원래 (a)와 같이 노브를 최대 수치인 8까지 회전시켜야 100%의 기 설정 출력을 하는 패턴을, (b)와 같이 변경하여, 4를 넘어서면 100%의 출력이 되도록 패턴을 선택할 수도 있다.

보통 사용자는 고온으로 설정하는 경우, 전력소모가 크다고 생각하여 이를 꺼리는 경향이 있으며, 통상 4~5 정도의 중간 범위로 가열하는 현상이 있다. 따라서 선택에 따른 특정 패턴이 로드되면, 4~5정도부터 최대 출력이 되도록 하고, 1부터 가파르게 출력값이 증가되도록 하여, 사용자의 착각에 따른 사용 습관에 맞춰 적절히 가열이 가능하도록 할 수 있을 것이다.

또한 반대로, 사용자가 최대치의 조작을 하더라도, 가열전류, 온도설정은 감소된 상태로 적용되도록 패턴을 정할 수도 있다.

또한, 가변저항값에 따른 입력신호의 전압값이 초기 1V 이상이라면, 조작 가능한 최대온도값을 50도로 동작시키고, 초기 1V 미만에서는 최대온도값을 25~75도로 조절할 수 있도록 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리스위치의 조절각도에 따른 조절신호를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 통상 (a)와 같이 로터리 스위치의 각도를 100%까지 회전시켜야 최대의 전압값이 입력신호로 출력되는데, 이를 (b)와 같이 50% 회전에 이미 최대 전압값이 입력신호로 출력되며, 계속적으로 F와 같이 최대치가 되도록 할 수 있을 것이다. 또한 (c)와 같이 초기값부터 초기 가열이 높게 되도록 대응 패턴을 설정하여, G와 같이 최초 시작점에 이미 어느 정도의 가열을 위한 전압값이 정해지도록 할 수 있을 것이다.

또한 조절신호의 최대값에 대응하는 가열전류의 출력값을 감소시켜, 최대로 입력을 하였지만, 가열전류의 출력은 감소되도록 할 수 있을 것이다.

이외에도 설정값보다 더 가열시키거나, 또는 덜 가열시킬 수도 있으며, 최대값을 낮출 수도 있을 것이다. 또한 도 8에서 나타내는 가열 출력 패턴과 같이 시간의 경과에 따라 단계적으로 가열출력을 감소시킬 수도 있을 것이다.

또한 일정 시간동안 계속적으로 최대의 조절신호가 있는 경우에, 시간이 경과하면, 출력값을 자동으로 낮추거나 또는 출력을 OFF시킬 수도 있다.

또한 온도를 감지하고, 일정 시간이 지났는데도, 조절신호에 대응되는 설정 온도값까지 온도가 상승되지 않는 경우에는, 사용자가 전열기구를 보온처리하고 있지 않는 것, 즉 사용자가 사용하고 있지 않는 것으로 판단하여, 출력을 낮추도록 할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 출력패턴설정부에 의해 가열전류의 출력이 제어되어 온도가 단계적으로 하락하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 측정된 온도에 따라 단계적으로 온도가 떨어지도록 대응되는 출력 가열전류를 저감시키도록 할 수 있다.

한편, 발열선(200)에 사용되는 나일론써미스터(230)는 절연계수 변화가 적은 나일론 12가 주로 사용되는데, 나일론 12는 가격이 비싸, 전열선의 가격을 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 값비싼 나일론 12 대신, 값이 저렴한 나일론 6이나 나일론 66을 사용하려고 하는 연구가 진행되고 있는데, 나일론 6 또는, 나일론 66은 수분흡수율이 높아, 초기 절연계수가 낮으며, 이에 따라 초기 임피던스 값이 나일론 12보다 낮다. 그리고 일정 시간이 지난 후, 발열에 의하여 나일론 6 또는 나일론 66에 있는 수분이 증발됨에 따라, 절연계수가 나일론 12만큼 높아지게 되어 임피던스 값이 나일론 12와 비슷해지게 된다.

한편, 온도검출회로 동작 시에, 제1선(220)의 온도가 낮아지면, 나일론써미스터(230)의 임피던스가 높아지게 되고, 온도신호전압이 기준전압보다 높아지게 되며, 이에 따라 구동신호가 출력되어 제1선(220)이 다시 가열되도록 구성된다.

그런데 나일론 6 또는 나일론 66은, 수분이 모두 증발되기 전까지는, 절연계수가 낮아, 측정되는 임피던스값이 낮게 측정되므로, 현재 제1선(220)의 온도가 낮다 하더라도, 수분이 함유된 나일론써미스터에 의한 온도신호전압이 기준전압보다 낮게 측정되어, 제1선(220)의 온도 조절이 되지 않게 되는 문제점이 있다.

값이 저렴한 나일론 6, 66 계열을 나일론써미스터로 사용하면서도, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 사용자가 설정한 온도값과 상관없이, 초기에 보다 높은 고온의 가열을 함으로써, 나일론의 수분을 증발시키고 절연계수를 높이는 동작이 필요하다.

따라서 출력패턴설정부(33)는 초기에는 도 8의 그래프와 같이 고온으로 가열되도록 대응 가열 출력 패턴을 설정하여 가열전류를 출력하도록 하고, 수분이 증발될 정도의 시간이 경과하면 일시에 또는 단계적으로 온도가 떨어지도록 가열 출력 패턴을 설정함으로써, 발열선의 제조 원가를 낮추면서도, 성능에 이상이 없도록 할 수 있을 것이다.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 11은 본 발명의 온도조절장치의 사용자 사용여부에 따른 자동 출력 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 도 11을 참조하여 상술한 사용자의 전열기구 사용여부에 따른 자동 출력 조절 방법을 설명한다.

우선, 전원이 온 되면(S1011), 제어부(30)는 입력신호 수신부(31)를 통해 조절신호가 입력되는지를 검사한다(S1013).

조절신호가 입력되면, 제어부(30)는 현재 모드가 패턴 가열 모드인지, 일반 가열 모드인지를 판단한다(S1014).

판단결과, 일반 모드이면, 제어부(30)는 입력신호 수신부(31)를 통해 입력되는 조절신호에 따라 가열부(50)를 제어한다(S1015).

상기 일반 모드에서의 조절신호에 따른 가열 제어가 개시되면 제어부(30)는 시간 카운트부(34)를 통해 가열시간을 카운트한다(S1017).

가열시간이 카운트되기 시작하면 제어부(30)는 사용 여부 판단부(35)를 통해 온도 감지부(40)를 통해 발열선(200)의 온도를 측정하고(S1019), 측정 온도와 일반 모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도를 비교하여(S1021) 상기 측정 온도가 목표 온도 도달 시간 내(S1025)에 목표 온도를 초과했는지를 검사한다(S1023).

비교 결과, 상기 측정 온도가 목표 온도 도달 시간 내에 목표 온도를 초과했으면 제어부(30)는 상기 입력된 조절신호에 따른 일반적인 가열 제어를 수행하고, 상기 목표 도달 시간 내에 목표 온도를 넘지 못하였으면, 소비전력, 감소시키고(S1027), 경보부(60)를 통해 경보를 발생한다. 상기 경보는 경고음에 의한 경보일 수도 있고, LED 등의 점멸이 될 수도 있으며, 전력의 감소를 알리는 메시지의 표시 또는 전력 감소를 알리는 그래프의 표시 등이 될 수 있을 것이다.

반면, S1014에서 일반 모드가 아니라 패턴 가열 모드인 것으로 판단되면, 제어부(30)는 패턴 가열 모드에서 적용되고 있는 가열 출력 패턴을 인식하고(S1031), 가열 출력 패턴에 따라 가열부(50)를 제어하여 발열선(200)의 발열 제어를 수행한다(S1033).

가열 출력 패턴에 따른 가열 제어가 개시되면 제어부(30)는 시간 카운트부(34)를 통해 목표 온도 도달 시간을 카운트한다(S1035).

목표 온도 도달 시간이 카운트되면, 제어부(30)는 온도 감지부(40)를 통해 온도를 측정하고(S1037), 사용여부 판단부(35)를 통해 측정된 온도와 카운트되고 있는 목표 온도 도달 시간과 미리 설정되어 있는 기준 목표 온도 도달 시간과 목표 온도를 비교하여(S1039) 현재 측정 온도가 상기 목표 온도 도달 시간 내에 목표 온도에 도달했는지를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단한다(S1041, S1043).

목표 온도 도달 시간 내에 목표 온도를 초과한 것으로 판단되면 제어부(30)는 지속적으로 가열 출력 패턴에 의한 가열 제어를 수행하고, 초과하지 못한 것으로 판단되면 가열 출력 패턴의 출력 전력을 낮추어 제어를 수행한다(S1045). 그러나 제어부(30)는 목표 온도 도달 시간 내에 목표 온도에 도달하지 못한 경우 별도의 전열기구 미사용에 따른 전용 가열 출력 패턴을 적용하여 가열 제어를 수행하도록 할 수도 있을 것이다.

상기 소비전력의 감소 후, 제어부(30)는 경보부(60)를 통해 경보를 발생한다(S1047).

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 소모 전력량에 의한 과열 방지를 위한 자동 출력 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 전원이 온된 후(S1111), 제어부(30)는 입력신호 수신부(31)를 통해 조절신호가 입력되는지를 검사한다(S1113).

조절신호가 입력되면 제어부(30)는 조절신호에 따라 가열부(50)를 제어하고(S1115), 시간 카운트부(34)를 통해 가열시간을 카운트한다(S1117).

가열시간이 카운트되면 제어부(30)는 가열부(50)를 통해 소모전력을 측정하고(S1119), 과열 판단부(36)를 통해 상기 카운트되는 가열시간에 의해 상기 측정된 소모전력으로 과열 예상 기준시간을 초과하도록 기준 소모전력 이하로 다운되지 않고 지속적으로 공급되는지를 검사한다(S1121, S1123).

상기 측정된 소모전력으로 발열선(200)의 가열 시부터 상기 과열 예상 기준 시간을 초과할 때까지 소모전력의 다운없이 가열이 이루어졌으면, 제어부(30)는 상기 측정된 소비전력 대비 일정 차이를 가지는 기준 소모 전력 이하로 소모전력을 감소시키고(S1125), 경보부(60)를 통해 경보를 발생시킨다(S1127).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

10 : 가변저항기, 로터리스위치 20 : 입력부
21: 조절 입력부 22: 모드 선택부
30 : 제어부 31: 입력신호 수신부
32: 선택신호 감지부 33: 출력 패턴 설정부
34: 시간 카운트부 35: 사용 여부 판단부
40 : 온도감지부 50 : 가열부
60: 경보부 61: 표시부(또는 절전 표시부)
62: 부저 100 : 온도조절장치

Claims

연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부;
발열선을 포함하고, 가열 제어에 따른 가열전류를 발열선으로 제공하여 발열선의 온도를 조절하는 가열부; 및
상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 및
조절신호의 전압값을 임의의 형태 단위로 정의한 패턴 선택 범위들을 정의하고 있고, 상기 패턴 선택 범위들 각각과 맵핑되어 서로 다른 가열 가변 제어를 수행하는 가열 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 패턴 선택 범위를 인식하고, 인식된 패턴 선택 범위에 대응하는 가열 출력 패턴을 결정하여 설정하는 출력패턴설정부를 포함하여 상기 가열 출력 패턴에 따라 상기 가열부를 가변적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 조절입력부는:
회전에 따라 출력되는 조절신호의 전압값을 조절할 수 있는 가변저항기 또는 로터리스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴 선택 범위는 조절신호 전압값의 일정 범위 단위로 정의되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴 선택 범위는 조절입력부의 조작에 따른 조절신호의 입력 펄스의 개수에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴 선택 범위는 조절입력부의 조작에 따른 조절신호의 입력 펄스의 폭에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 출력 패턴은:
일정시간 동안만 상기 가열부로 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 가열전류 출력을 중지하는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 6 항에 있어서,
상기 일정시간 동안 출력되는 가열전류가 높은 온도를 유지하기 위한 가열전류인 경우, 상기 가열 출력 패턴의 상기 일정시간은 상대적으로 짧게 형성되고
상기 가열전류가 낮은 온도를 유지하기 위한 가열전류인 경우, 상기 일정시간은 상대적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가열 출력 패턴은:
일정시간 동안은 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 전류값을 가지는 가열전류를 출력하고, 상기 일정시간 후에는 상기 전류값을 낮추어 출력하는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 8 항에 있어서,
상기 출력패턴설정부에서 가열전류의 출력을 저감시킨 상태에서,
상기 조절입력부에서 변화된 조절신호가 상기 입력신호수신부를 통해 수신되면,
상기 출력패턴설정부는 상기 저감된 가열전류의 출력을 저감 전 원래의 출력으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서
상기 가열 출력 패턴은:
일정시간 동안, 상기 조절신호의 전압값에 따라 기 설정된 가열전류의 출력보다 증대시켜 출력하는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 선택신호감지부를 더 포함하여 구성되고,
상기 선택신호감지부는 설정된 시간동안 상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호의 전압값에 따른 상기 패턴 선택 범위를 감지하고,
상기 출력패턴설정부는 상기 선택신호감지부에서 감지된 패턴 선택 범위를 전달받아, 상기 패턴 선택 범위에 해당하는 가열 출력 패턴을 결정하며, 상기 결정된 가열 출력 패턴에 따라 가열전류가 출력되도록 상기 가열부를 제어하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 11 항에 있어서,
상기 선택신호감지부는:
상기 조절입력부로부터 초기 조절신호값, 또는 일정 시간 유지되는 일정 조절신호값, 또는 신호 변동폭, 또는 신호 변동횟수 중 어느 하나 이상의 감지에 의해 상기 패턴 선택 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 선택신호감지부에서 감지한 가열 출력 패턴은:
상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안만 출력되어 가열하고, 출력을 중단하도록 구성되거나,
상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하도록 구성되거나,
상기 가열부로 가열전류가 n시간 동안 출력되어 가열하고, 그 후에는 가열전류의 출력을 상기 n시간 동안의 출력보다 저감시켜 출력하는 구성 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 선택신호감지부에서 감지한 가열 출력 패턴은:
상기 입력신호수신부에서 수신된 입력신호에 따른 가열전류의 대응 출력값을 기 설정된 값과 다르게 변화시키는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 14 항에 있어서,
상기 가열출력패턴은:
상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호에 따른 대응 가열전류의 출력값을 기 설정된 값보다 일정 비율 증가시키거나, 또는 일정 비율 감소시키는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 14 항에 있어서,
상기 가열 출력 패턴은:
상기 입력신호의 최소값에 대응하는 상기 가열전류의 최소 출력값을 증가시키거나, 또는
상기 입력신호의 최대값에 대응하는 상기 가열전류의 출력값을 감소시키는 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
발열선의 온도를 측정하는 온도감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 가열 출력 패턴에 의해 가변 가열 제어를 수행하는 패턴 가열 모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 사용 여부 판단부를 통해 상기 목표 온도 도달 시간 내에 측정 온도가 목표 온도에 도달하지 못한 경우,
상기 조절신호에 대응하는 출력 가열전류보다 낮은 가열전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 17 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 출력 가열전류를 시간이 경과할수록 단계적으로 낮게 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제17항에 있어서,
상기 제어부는, 조절신호에 따른 가열 제어를 수행하는 일반모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 사용 여부 판단부를 통해 상기 목표 온도 도달 시간 내에 측정 온도가 목표 온도에 도달하지 못한 경우,
상기 조절신호에 대응하는 출력 가열전류보다 낮은 가열전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 8 항에 있어서,
상기 가열 출력 패턴은:
상기 일정시간 후에는 상기 출력값을 낮추어 출력하되, 상기 출력 가열전류를 시간이 일정시간 단위로 경과할수록 단계적으로 낮게 하는 패턴인 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 최대값이고, 일정 시간이 경과하도록 상기 조절신호가 계속적으로 최대값인 경우에,
상기 출력패턴설정부는 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호에 대응되는 출력 가열전류보다 낮은 출력을 하도록 하거나 출력을 하지 않는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가열부는 나일론 써미스터를 포함하는 발열선을 구비하고,
상기 출력패턴설정부는 상기 조절입력부로부터의 조절신호와 상관없이, 일정시간 동안 가열전류를 출력하여 상기 나일론 써미스터를 가열하는 가열 출력 패턴을 적용함으로써, 가열부에 포함된 수분을 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부 및 일반모드 및 패턴가열모드 중 하나를 선택하는 선택신호를 출력하는 모드 선택부를 포함하는 입력부;
발열선을 포함하고, 가열 제어에 따른 가열전류를 발열선으로 제공하여 발열선의 온도를 조절하는 가열부;
상기 발열선의 가열 동작에 따른 온도를 측정하는 온도 감지부; 및
상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 패턴 가열 모드에서 조절신호의 전압값을 임의의 형태 단위로 정의한 패턴 선택 범위들을 정의하고 있고, 상기 패턴 선택 범위들 각각과 맵핑되어 서로 다른 가열 가변 제어를 수행하는 가열 출력 패턴이 설정되어 있으며, 상기 입력신호수신부에서 수신된 조절신호가 속하는 패턴 선택 범위를 인식하고, 인식된 패턴 선택 범위에 대응하는 가열 출력 패턴을 결정하여 설정하는 출력패턴설정부, 및 상기 일반모드에서 상기 조절신호의 전압값에 대응하는 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간 및 상기 패턴 가열 모드에서의 가열출력패턴 가변 가열 제어에 따른 목표 온도 및 목표 온도 도달 시간을 가지고 있으며, 상기 목표 온도 도달 시간 내에 상기 온도감지부를 통해 측정되는 측정 온도가 상기 목표 온도에 도달하는지의 여부를 검사하여 사용자의 사용 여부를 판단하는 사용 여부 판단부를 포함하여 상기 가열 출력 패턴에 따라 상기 가열부를 가변적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제23항에 있어서,
경보를 발생하는 경보부를 더 포함하되,
상기 제어부는:
상기 사용 여부 판단에서 사용자가 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 경보부를 제어하여 사용자가 사용하고 있지 않아 출력 전력을 낮추었음을 알리는 절전 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제24항에 있어서,
상기 경보부는,
상기 사용자가 사용하고 있지 않아 출력 전력을 낮추었음을 알리는 절전 경보를 시각적으로 보여주는 표시부, 및
경고음으로 알려주는 부저를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도 조절장치.
제25항에 있어서,
상기 제어부는 상기 표시부에 출력 전력을 낮추었음을 알리기 위해 일반적인 출력 전력값과 낮춘 전력값을 문자 및 그래프 중 하나 이상으로 표시하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
연속적으로 변화 가능하며 선택에 따른 정도의 조절신호를 제공하는 조절입력부;
발열선을 포함하고, 가열 제어에 따른 가열전류를 발열선으로 제공하여 발열선의 온도를 조절하고 발열선으로 공급되는 소모전력을 측정하는 가열부;
상기 조절입력부로부터 입력되는 조절신호를 수신하는 입력신호수신부, 및 상기 조절신호에 따라 상기 가열부를 통해 상기 발열선에서 소모되는 소모전력을 측정하고, 측정되는 상기 소모전력에 따라 과열이 발생할 수 있는 과열 예상 기준 시간을 정의하고 있으며, 상기 측정된 소모전력으로 가열전류가 공급되는 시간을 카운트하고, 상기 카운트되는 카운트 시간이 상기 과열 예상 기준 시간을 초과할 때까지 지속적으로 공급되는지의 여부에 따라 발열선에서 소모되는 소모전력의 공급 시간이 상기 과열 예상 기준 시간을 초과하는지를 판단하는 과열판단부를 포함하여 소모전력이 과열 예상 기준 시간을 초과할 때까지 공급된다면 자동으로 소모전력을 낮추기 위해 가열전류를 낮추도록 가열부를 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제27항에 있어서,
상기 과열 예상 기준 시간은 시간이 지남에 따라 발열선을 과열시킬 수 있는 소모전력들에 대해서만 정의되는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.
제27항에 있어서,
상기 제어부에 의하여 출력 전력을 낮추었음을 알리는 경보를 시각적으로 보여주는 절전 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 온도조절장치.