KR20160052184A - 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치는, 일측면 및 타측면 각각에 개구부(112)가 형성되며 일측면이 평면 발열체(100)의 표면에 부착되는 몸체(110), 몸체(110) 내부에 설치되며 평면 발열체(100)에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 열전소자(120), 열전소자(120)의 일측면에 접하도록 설치되며 몸체(110)의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 평면 발열체(100)의 표면에 접촉하는 발열부재(130), 열전소자(120)의 타측면에 접하도록 설치되며 몸체(110)의 타측면 개구부(112)로 일부가 노출되어 외기에 노출되는 방열부재(140), 및 몸체(110)의 외측면에 설치되며 상기 열전소자(120)와 전기적으로 연결되어 상기 열전소자(120)에 의해 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 평면 발열체(100)의 발열 정도를 외부에 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
Description
본 발명은 발열체에 부착되어 발열체의 발열 감지 및 디스플레이하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전소자를 적용하여 발열체의 발열을 감지하고 그 발열 정도를 디스플레이하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 예를 들면 확산(Diffusion), 화학기상증착(CVD), 원자측증착(ALD) 등에 사용되는 일부 장치나 부품 등의 경우 365일 상시 구동하게 되는데, 특히 전원박스나 전장박스 또는 전원 케이블 등과 같은 발열체의 경우 상시 구동에 따라 온도가 지속적으로 상승하게 되고 따라서 안전상의 이유, 장치나 제품의 불량 방지, 공정의 중단 등의 이유로 이상 발열에 대한 점검이 필요하게 된다.
기존에는 전원박스나 전장박스 또는 전원 케이블 등에 온도센서를 장착하여 감지하거나 또는 적외선 카메라로 온도를 확인하거나 점검하게 되는 방법을 사용하게 된다. 그런데 이와 같은 별도의 센서나 카메라로 감지한 후 이상 여부를 판단한 후 사용자에게 인지시키기 위한 별도의 장치 등을 구비함에 따라 구성이 복잡해지는 문제점이 있어 좀더 간편하고 용이하게 이상 발열을 점검하는 방안이 요구된다.
한편 열전소자는 양단의 온도차에 따른 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되어 전기를 발전할 수 있는 발전소자의 역할을 하므로 외부의 전원 공급 없이 자체 발전에 의해 특정 기능을 수행할 수 있어 최근 활발히 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 열전소자를 이용하여 외부 전원의 공급 없이 간단하고 편리하게 발열체의 발열 감지 및 디스플레이하기 위한 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치는, 평면 발열체(100) 표면에 부착하여 발열 감지 및 디스플레이 하는 장치에 관한 것으로서, 일측면 및 타측면 각각에 개구부(112)가 형성되며, 일측면이 상기 평면 발열체(100)의 표면에 부착되는 몸체(110); 상기 몸체(110) 내부에 설치되며 상기 평면 발열체(100)에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 열전소자(120); 상기 열전소자(120)의 일측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(110)의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 상기 평면 발열체(100)의 표면에 접촉하는 발열부재(130); 상기 열전소자(120)의 타측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(110)의 타측면 개구부(112)로 일부가 노출되어 외기에 노출되는 방열부재(140); 및, 상기 몸체(110)의 외측면에 설치되며, 상기 열전소자(120)와 전기적으로 연결되어 상기 열전소자(120)에 의해 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 평면 발열체(100)의 발열 정도를 외부에 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 디스플레이부는 서로 다른 색을 가진 복수의 LED 램프(150)를 포함하며, 상기 평면 발열체(100)의 발열량 차이에 따른 상기 열전소자(120) 양측면의 온도차의 변화에 의해 기전력의 크기가 달라짐에 따라, 상기 복수의 LED 램프(150)의 점등 개수가 달라지게 된다.
상기 각각의 LED 램프(150)의 전류 유입단에는 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항(172,174)이 선택적으로 설치될 수 있다.
상기 몸체(110)의 일측면의 측부에는 상기 몸체(110)를 상기 평면 발열체(100) 표면에 부착시키도록 하는 자석(160)이 설치될 수 있다.
한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치는, 원통형 발열체(200) 표면에 부착하여 발열 감지 및 디스플레이 하는 장치에 관한 것으로서, 일측면 및 타측면 각각에 개구부(212)가 형성되며, 상기 원통형 발열체(200)를 감싸도록 서로 대면하도록 설치되는 제1 몸체(210) 및 제 2 몸체(210'); 상기 제1 및 제2 몸체(210,210') 각각의 내부에 설치되며 상기 원통형 발열체(200)에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 제1 및 제2 열전소자(220); 상기 각각의 열전소자(220)의 일측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(210,210')의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 상기 원통형 발열체(200)의 표면과 접촉하도록 상기 원통형 발열체(200)의 표면을 감싸도록 배치되는 제1 및 제2 발열부재(230); 상기 각각의 열전소자(220)의 타측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(210,210')의 타측면 개구부(212)로 일부가 노출되어 외기에 노출되는 제1 및 제 2 방열부재(240); 상기 제1 몸체(210) 또는 제2 몸체(210') 중 어느 하나의 외측면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 열전소자(220)와 전기적으로 연결되어 상기 열전소자(220)에 의해 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 원통형 발열체(200)의 발열 정도를 외부에 표시하는 디스플레이부; 및, 상기 제1 몸체(210)와 제2 몸체(210')를 결합 및 고정시키는 고정부재(270)를 포함한다.
상기 디스플레이부는 서로 다른 색을 가진 복수의 LED 램프(250)를 포함하며, 상기 원통형 발열체(200)의 발열량 차이에 따른 각각의 열전소자(220) 양측면의 온도차의 변화에 의해 기전력의 크기가 달라짐에 따라, 상기 복수의 LED 램프(250)의 점등 개수가 달라지게 된다.
상기 각각의 LED 램프(150)의 전류 유입단에는 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항이 선택적으로 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면 열전소자를 이용하여 별도의 센서나 외부 전원 없이 발열체와 외기 온도차에 의해 발생된 열전소자의 미소전원을 이용하여 발열체의 발열 정도를 체크할 수 있게 된다. 또한, 이를 이용하여 발열체의 발열 정도에 따라 LED 램프를 종류별로 구동할 수 있게 되어 사용자가 인지할 수 있게 되는데, 복수의 LED 램프를 켜는데 필요한 전압과 저항을 설계 사양 및 테스트에 결과에 맞도록 회로를 구성하도록 하여, 별도의 컨버터 회로(예를 들면 DC-DC Converter)와 같이 복잡하고 고가의 부속장치 없이 간단한 회로 구성만으로 LED 램프를 구동할 수 있게 된다. 결국 발열체의 발열 감지 및 디스플레이를 매우 간단하고 콤팩트한 구성으로 또한 저렴하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치가 평면 발열체 표면에 부착된 상태를 나타내는 도면,
도 1b는 도 1a의 A-A 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자와 LED 램프의 개략 회로 구성도,
도 3은 본 발명의 실험예에 따른 열전소자의 양단의 온도차에 따른 전력, 기전력의 성능 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 열전소자가 복수 개 배치된 경우 열전소자와 LED 램프의 개략 회로 구성도,
도 5a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치가 원통형 발열체 표면에 부착된 상태를 나타내는 도면,
도 5b는 도 5a의 B-B 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자와 LED 램프의 개략 회로 구성도,
도 3은 본 발명의 실험예에 따른 열전소자의 양단의 온도차에 따른 전력, 기전력의 성능 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 열전소자가 복수 개 배치된 경우 열전소자와 LED 램프의 개략 회로 구성도,
도 5a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치가 원통형 발열체 표면에 부착된 상태를 나타내는 도면,
도 5b는 도 5a의 B-B 단면도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(10)가 평면 발열체(100) 표면에 부착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 A-A 단면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(10)는 산업 기기 예를 들어 반도체 공정 장비의 각종 전원박스 또는 전장박스와 같은 평면 발열체(100)의 표면에 부착되어 평면 발열체의 발열 여부를 감지한 후 이를 디스플레이시키게 된다. 여기서 평면 발열체의 의미는 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(10)가 부착되는 면이 평면인 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(10)는 몸체(110), 열전소자(120), 발열부재(130), 방열부재(140) 및 디스플레이부를 포함한다.
몸체(110)는 네 개의 측면과 상면(도면상의 우측면) 및 하면(도면상의 좌측면)을 포함하는 대략 육면체 형상의 박스 구조를 가진다. 몸체(110)의 네 측면은 폐쇄된 구조이며, 상면 및 하면은 각각에 개구부(112)가 형성된다. 몸체(110)의 하면은 상기 평면 발열체(100)의 표면에 부착된다.
몸체(110) 하면의 개구부가 형성되지 않은 측부에는 자석(160)이 설치되고, 따라서 자석(160)에 의해 상기 몸체(110)는 상기 평면 발열체(100) 표면에 간편하게 부착, 고정되게 된다. 몸체(110)를 평면 발열체(100)에 부착, 고정시키기 위한 구조는 다양한 방식이 적용될 수 있으나, 간편하고 편리하게 부착하기 위해 본 실시예와 같이 자석이 적용되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의하면 자석은 예를 들어 네오디뮴(ND) 자석이 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 공지의 다양한 자석이 적용될 수 있다.
열전소자(120)는 몸체(110) 내부에 설치되며 상기 평면 발열체(100)에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생된다. 열전소자는 전원의 공급시 펠티어(Peltier) 효과에 따라 일측 기판에서 흡열하고 타측 기판에서 방열되지만, 열기를 일측 기판에 제공할 경우 양 기판 사이의 온도 차이에 의해 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되어 전기를 발전할 수 있게 된다.
열전소자의 구성은 널리 알려진 바와 같이 제1 기판과 제2 기판이 일정 거리를 두고 서로 이격되게 배치되고, 제1 기판의 내측면과 제2 기판의 내측면에는 각각 전극부재가 설치되고, 이 양 전극부재 사이에 p형과 n형의 열전반도체 펠릿이 쌍으로 접촉되게 배치되는 구조를 갖는다.
발열부재(130)는 상기 열전소자(120)의 일측면(제1 기판)에 접하도록 설치되며, 몸체(110)의 일측면 개구부로 일부가 노출되고, 이 노출부의 끝단이 상기 평면 발열체(100)의 표면에 접촉하게 된다. 이 발열부재(130)는 평면 발열체(100)에서 발산되는 열기를 열전소자(120)의 일측면(제1 기판)에 전달하는 역할을 하는 것이므로, 따라서 열전도도가 큰 알루미늄(Al) 소재의 평판 형태가 적용되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 열전도도가 효율적으로 이루어지는 재료이면 특정의 구조 및 재질에 한정되지 않는다. 또한 평면 발열체(100)의 표면이 매우 고온일 경우 고온의 열전달에 의해 열전소자(120)에 손상을 가할 염려가 있으므로, 열전소자에 손상을 주지 않는 범위로 발열부재(130)의 구조를 변형시킬 수 있다. 예를 들어 발열부재(130)의 두께를 조절하는 방식, 발열부재(130)에 방열홀을 타공하는 방식, 발열부재(130)에 열전도도를 낮추는 별도의 써멀패드를 부착하는 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
방열부재(140)는 열전소자(120)의 타측면(제2 기판)에 접하도록 설치되며, 몸체(110)의 타측면 개구부(112)로 일부가 노출된다. 따라서 방열부재(140)는 외부공기에 접촉하게 되고, 열전소자(120)의 타측면(제2 기판)은 이 방열부재(140)에 의해 외기(외부공기)와 열교환하게 된다. 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 방열부재(140)는 열전소자(120)의 타측면(제2 기판)에 접촉하도록 설치되는 저면부와, 상기 저면부에 수직으로 돌출되고 일부가 몸체 외부로 노출되어 외기에 노출되는 복수의 핀으로 구성되는 사각핀 형태의 구조를 갖는다.
디스플레이부는 몸체(110)의 외측면에 노출되게 설치되며, 열전소자(120)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 열전소자(120)에서 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 평면 발열체(100)의 발열 여부를 외부에 표시하게 된다.
디스플레이부는 다양한 구조가 적용될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 의하면 상기 디스플레이부는 서로 다른 색을 가진 복수의 LED 램프(150)가 적용된다. LED 램프(150)는 양호를 표시하는 녹색과 경고를 표시하는 적색 두 개의 램프로 구성될 수 있거나, 또는 도 1b에 도시된 바와 같이 녹색(152)과 적색(156) 이외에 위험경고를 표시하는 황색(154)을 포함하는 세 개의 램프로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 LED 램프(150)는 몸체(110)의 일측면에 설치된 것이 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 몸체(110)의 상면이나 네 개의 측면 중 사용자가 용이하게 식별할 수 있는 위치에 선택적으로 설치될 수 있다.
평면 발열체(100)의 발열량 차이에 따라 열전소자(120) 양 측면의 온도차는 변하게 되고, 이 온도차 변화에 의해 열전소자(120)에서 발생하는 기전력의 크기 역시 변하게 된다. 이 기전력의 변화에 따라 LED 램프(150)의 점등 개수 및 색상이 바뀌게 되고, 따라서 사용자 또는 관리자는 이를 보고 발열체의 발열 정도 등을 인지할 수 있게 된다.
이를 위해 열전소자 양 측면의 변화되는 온도차와 그에 따라 발생되는 기전력, 그리고 변화되는 저항의 관계를 사전에 테스트하여 밝혀내고 조건변화에 맞게 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항이 추가될 수 있다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 LED 램프(150)의 전류 유입단에 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항(172, 174)을 선택적으로 설치하여, 기전력의 크기에 따라 점등되는 LED 램프(150)의 종류(L1(G:Green), L2(Y:Yellow), L3(R:Red))를 다르게 할 수 있다.
< 실험예 >
도 2 및 도 3을 참조하여 LED 램프(150)의 전단에 가변저항을 설치하여 LED 램프를 점등하는 예를 하기와 같이 설명하기로 한다. 도 3은 열전소자가 제품명 '1MD03-078-035' 일 때의 양단의 온도차에 따른 전력, 기전력의 성능 그래프를 나타낸 것이다. 이와 같은 열전소자의 성능은 제백계수(소자특성계수), 열전반도체 펠렛의 커플 수에 따라 달라지게 된다.
Thot는 발열부재(130)와 접촉하는 열전소자(120)의 일측면의 온도이고, Tcold는 방열부재(140)와 접촉하는 열전소자(120)의 타측면의 온도이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치가 반도체 설비의 전장박스에 장착된다고 할 때, 반도체 설비의 내부 온도는 상온의 23℃, 습도 45%를 항상 유지하므로 계절이나 시간대에 따른 영향은 무시될 수 있다. 따라서 본 실험예에서 Tcold는 도 3에 도시된 바와 같이 300K(아래 곡선)로 동일한 것으로 한다.
평면 발열체의 발열 정도에 따라 정상수준, 위험경고수준, 위험수준 각각의 Thot의 온도범위를 333K, 343K, 353K로 가정하기로 한다.
먼저 Thot = 333K 일 때 열전소자의 양측면의 온도차 ΔT1 = 33K이고, 이때의 전압(기전력)은 도 3 그래프를 참고하면 V1=0.63V, P1=0.045W 이다.
P=VI 이고, I=V/R이므로, P=V2/R 이게 되므로, 저항은 아래식과 같이 구할 수 있게 된다.
따라서, R1 = V12/P1 = 8.82Ω이 된다.
한편 Thot = 343K 일 때 열전소자의 양측면의 온도차 ΔT2 = 43K이고, 이때의 전압(기전력)은 도 3 그래프를 참조하면 V2=0.82V, P2=0.074W 이므로, 저항을 수학식 1에 대입해보면, R2 = V22/P2 = 9.09Ω이 된다.
또한 Thot = 353K 일 때 마찬가지로 구하게 되면, ΔT3 = 53K, V3=1.04V, P3=0.112W 이므로, R3 = V32/P3 = 9.66Ω이 된다.
따라서, 도 2의 L1(G), L2(Y), L3(R)는 모두 8.82Ω의 저항을 갖는 LED 램프를 사용한다고 할 때, 가변저항1은 0.27Ω에 셋팅하고(R2-R1=9.09-8.82=0.27Ω), 가변저항2는 0.84Ω에 셋팅하기로 한다(R3-R1=9.66-8.82=0.84Ω).
이 경우 Tcold가 300K이고 Thot이 333K이면 L1(G)이 점등되고, Tcold가 300K이고 Thot이 343K이면 L1(G), L2(Y)이 점등되고, Tcold가 300K이고 Thot이 353K이면 L1(G), L2(Y), L3(R)가 순차적으로 점등되게 된다.
위는 일 실험예를 나타낸 것인데, 실제 시스템에 구현시 사용되는 LED 램프의 저항과 열전소자의 사용 개수에 의한 발란싱(V, A, P, R 산출)에 대한 검토부분이 필요하게 된다.
한편, 열전소자가 설계환경에 따라 복수 개가 적용될 수 있으며, 이 경우 도 4와 같이 열전소자(열전소자1~4)를 직렬배치하여 회로를 구성할 수 있게 된다. 열전소자를 큰 거 하나를 적용할 수 있으나 이 경우 열전소자의 성능계수(COP:Coefficient Of Performance) 효율이 좋지 않을 수 있으며 이 경우 도 4와 같이 작은 열전소자를 복수 개 적용할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 의하면 복수의 LED 램프를 켜는데 필요한 전압과 저항을 설계 사양 및 테스트에 결과에 맞도록 회로를 구성하도록 하여, 별도의 컨버터 회로(예를 들면 DC-DC Converter)와 같이 복잡하고 고가의 부속장치 없이, 간단한 회로 구성만으로 발열체의 발열 정도에 따라 LED 램프를 종류별로 구동할 수 있어 사용자가 인지할 수 있도록 하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(20)를 나타낸 것으로써, 도 5a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(20)가 원통형 발열체(200) 표면에 부착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5b는 도 5a의 B-B 단면도를 나타낸 것이다.
앞선 본 발명의 일 실시예에 따른 장치가 평면 발열체의 발열을 감지하여 디스플레이한 것에 반해, 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(20)는 발열체가 전원 케이블 등과 같은 원통형 발열체(200)의 발열을 감지하여 디스플레이한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치(20)는 일측면 및 타측면 각각에 개구부가 형성되며 서로 대면하도록 설치되는 제1 몸체(210)와 제2 몸체(210'), 상기 제1 및 제2 몸체(210,210') 각각의 내부에 설치되며 상기 원통형 발열체(200)에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 제1 및 제2 열전소자(220), 상기 각각의 열전소자(220)의 일측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(210,201')의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 상기 원통형 발열체(200)의 표면을 감싸도록 배치되는 제1 및 제2 발열부재(230), 상기 각각의 열전소자(220)의 타측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체(210,210')의 타측면 개구부(212)로 일부가 노출되어 대기에 노출되는 제1 및 제 2 방열부재(240), 및 디스플레부를 포함한다.
원통형 발열체(200) 표면에 접촉하기 위해 상기 제1 및 제2 발열부재(230)의 일부 구간은 반구 형상을 가져 상기 원통형 발열체(200) 표면을 감싸도록 설치된다.
그리고, 디스플레이부 즉 LED 램프(250)는 상기 제1 몸체(210) 또는 제2 몸체(210') 중 어느 하나의 외측면에 노출되게 설치된다. 또한 상기 제1 몸체(210)와 제2 몸체(210')를 결합 및 고정시키기 위해 클램프 등과 같은 고정부재(270)가 추가로 설치된다. 도시되지 않았으나, 고정부재(270)는 제1 및 제2 몸체(210,210')의 앞면과 뒷면에 각각 설치될 수 있으며, 이 경우 앞면과 뒷면에 설치된 고정부재 중 하나는 고정되는 구조이고 하나는 체결/해제가 가능한 구조로 적용될 수 있다.
또한, 상기 LED 램프(250)는 제1 및 제2 열전소자(220)와 연결되어 이들로부터 발생된 기전력에 의해 동작하게 된다. 따라서, 제1 및 제2 열전소자(220)는 직렬로 연결되는 구조를 갖게 된다(도 4 참조).
상기 제1 및 제2 몸체(210,210'), 제1 및 제2 열전소자(220), 제1 및 제2 방열부재(240)는 앞선 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 몸체(110), 열전소자(220), 방열부재(140)와 구성 및 작동 원리가 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 하며, 발열 감지 및 램프의 작동 원리도 앞선 본 발명의 일 실시예에 따른 장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열전소자를 적용한 발열감지 및 디스플레이 장치에 의하면, 열전소자를 이용하여 별도의 센서나 외부 전원 없이 발열체와 외기 온도차에 의해 발생된 열전소자의 미소전원을 이용하여 발열체의 발열 정도를 체크할 수 있게 된다. 또한, 이를 이용하여 발열체의 발열 정도에 따라 LED 램프를 종류별로 구동할 수 있게 되어 사용자가 인지할 수 있게 되는데, 복수의 LED 램프를 켜는데 필요한 전압과 저항을 설계 사양 및 테스트에 결과에 맞도록 회로를 구성하도록 하여, 별도의 컨버터 회로(예를 들면 DC-DC Converter)와 같이 복잡하고 고가의 부속장치 없이 간단한 회로 구성만으로 LED 램프를 구동할 수 있는 이점이 있다. 결국 발열체의 발열 감지 및 디스플레이를 매우 간단하고 콤팩트한 구성으로 또한 저렴하게 구현할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10,20. 열전 소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치
100. 평면 발열체 110. 몸체
120. 열전소자 130. 발열부재
140. 방열부재 150. LED 램프
160. 자석 172,174. 가변저항
200. 원통형 발열체 210. 제1 몸체
210'. 제2 몸체 220. 열전소자
230. 발열부재 240. 방열부재
250. LED 램프 270. 고정부재
100. 평면 발열체 110. 몸체
120. 열전소자 130. 발열부재
140. 방열부재 150. LED 램프
160. 자석 172,174. 가변저항
200. 원통형 발열체 210. 제1 몸체
210'. 제2 몸체 220. 열전소자
230. 발열부재 240. 방열부재
250. LED 램프 270. 고정부재
Claims (7)
- 평면 발열체 표면에 부착하여 발열 감지 및 디스플레이 하는 장치에 관한 것으로서,
일측면 및 타측면 각각에 개구부가 형성되며, 일측면이 상기 평면 발열체의 표면에 부착되는 몸체;
상기 몸체 내부에 설치되며 상기 평면 발열체에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 열전소자;
상기 열전소자의 일측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 상기 평면 발열체의 표면에 접촉하는 발열부재;
상기 열전소자의 타측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체의 타측면 개구부로 일부가 노출되어 외기에 노출되는 방열부재; 및,
상기 몸체의 외측면에 설치되며, 상기 열전소자와 전기적으로 연결되어 상기 열전소자에 의해 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 평면 발열체의 발열 정도를 외부에 표시하는 디스플레이부를 포함하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이부는 서로 다른 색을 가진 복수의 LED 램프를 포함하며,
상기 평면 발열체의 발열량 차이에 따른 상기 열전소자 양측면의 온도차의 변화에 의해 기전력의 크기가 달라짐에 따라, 상기 복수의 LED 램프의 점등 개수가 달라지는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 각각의 LED 램프의 전류 유입단에는 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항이 선택적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체의 일측면 측부에는 상기 몸체를 상기 평면 발열체 표면에 부착시키도록 하는 자석이 설치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 원통형 발열체 표면에 부착하여 발열 감지 및 디스플레이 하는 장치에 관한 것으로서,
일측면 및 타측면 각각에 개구부가 형성되며, 상기 원통형 발열체를 감싸도록 서로 대면하도록 설치되는 제1 몸체 및 제 2 몸체;
상기 제1 및 제2 몸체 각각의 내부에 설치되며 상기 원통형 발열체에의 열기를 전달받아 제벡(Seebeck) 효과에 의해 기전력이 발생되는 제1 및 제2 열전소자;
상기 각각의 열전소자의 일측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체의 일측면 개구부로 일부가 노출되어 상기 원통형 발열체의 표면과 접촉하도록 상기 원통형 발열체의 표면을 감싸도록 배치되는 제1 및 제2 발열부재;
상기 각각의 열전소자의 타측면에 접하도록 설치되며, 상기 몸체의 타측면 개구부로 일부가 노출되어 외기에 노출되는 제1 및 제 2 방열부재; 및
상기 제1 몸체 또는 제2 몸체 중 어느 하나의 외측면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 열전소자와 전기적으로 연결되어 상기 열전소자에 의해 발생되는 기전력에 의해 동작하여 상기 원통형 발열체의 발열 정도를 외부에 표시하는 디스플레이부; 및,
상기 제1 몸체와 제2 몸체를 결합 및 고정시키는 고정부재;를 포함하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 디스플레이부는 서로 다른 색을 가진 복수의 LED 램프를 포함하며,
상기 원통형 발열체의 발열량 차이에 따른 각각의 열전소자 양측면의 온도차의 변화에 의해 기전력의 크기가 달라짐에 따라, 상기 복수의 LED 램프의 점등 개수가 달라지는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 각각의 LED 램프의 전류 유입단에는 저항을 가변시킬 수 있는 가변저항이 선택적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152125A KR20160052184A (ko) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020140152125A KR20160052184A (ko) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 열전소자를 적용한 발열 감지 및 디스플레이 장치 |
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| KR20160052184A true KR20160052184A (ko) | 2016-05-12 |
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ID=56024716
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| KR (1) | KR20160052184A (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018097611A1 (ko) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | 방병주 | 가스 누설 확인 가능한 가스 누설 안전게이지 |
-
2014
- 2014-11-04 KR KR1020140152125A patent/KR20160052184A/ko not_active Application Discontinuation
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