KR20170113130A - 전계 방출이 감소된 향상된 온열 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 담요(blanket) 및 상기 담요 내부에 분배된 발열 소자(heating element)를 포함하고, 일측에서 상기 발열 소자에 및 타측에서 전력 플러그를 통해 AC 전력 공급 네트워크의 전력 콘센트에 전기적으로 연결될 수 있는 전력 제어 유닛을 포함하는 온열 기구(thermal appliance)에 관한 것이다.
상기 온열 기구는 전력 제어 유닛이 상기 전력 플러그가 AC 전력 공급원의 전력 콘센트에 삽입되는 극성 방향을 검출하도록 구성된 점검 장치를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.
이런 방식으로, 본 발명의 온열 기구는 기구 자체가 네트워크 기구에 대한 다른 연결 구성보다 더 낮은 전기장을 경제적이며 효율적인 방식으로 생성하는 것을 보장할 수 있다.

Description

전계 방출이 감소된 향상된 온열 기구{IMPROVED THERMAL APPLIANCE WITH REDUCTION OF THE ELECTRIC FIELD EMISSION}

본 발명은 온열 담요(thermal blanket), 발열 패드(heating pad), 발열 매트(heating mat) 및 이와 유사한 발열 기구(heating appliance)와 같은 온열 기구(thermal appliance)에 관한 것으로; 보다 상세하게는, 본 발명은 사용자가 전계 방출이 감소된 담요를 보다 편리하게 사용할 수 있게 하는 목적을 갖는 하나 이상의 전기 부품을 구비한 발열 기구에 관한 것이다.

온열 담요, 발열 패드, 발열 매트 및 이와 유사한 제품은 오랫동안 알려져 왔으며, 일반적으로 전력 제어 유닛, 및 각 발열 구역에 대해 독립적으로 이 전력 제어 유닛에 전기적으로 연결된 동작 유닛을 포함한다; 이들 2개의 유닛은 영구적으로 서로 연결될 수 있거나 또는 이들 2개의 유닛은 최종적으로 커넥터를 구비하는 상호 연결 케이블을 통해 전기적으로 분리되고 연결될 수 있다. 이 동작 유닛은 일반적으로 예를 들어 직물 재료로 구성된 담요, 및 이 담요 내부에 분배된 선형 발열 소자(heating element)를 포함하며, 이 발열 소자는, 담요의 굴곡(bending)에 순응하거나 이 담요의 굴곡을 너무 방해하지 않는 경로를 갖고 대부분 구불구불한 형상을 구비하는 하나 이상의 전도체로 이루어진다. 나아가, 또한 더블 베드(double bed)에 적합한 담요의 각 절반 측은 2개의 분리된 동작 유닛으로 베드의 2명의 점유자 각각이 자기 자신의 동작 유닛을 독립적으로 관리할 수 있도록 사용가능하게 취급되는 것으로 알려져 있다.

통상, 이 발열 소자는 제1 및 제2 동축 전도체를 포함하며, 상기 제1 전도체는 일반적으로 직물인 전기 절연성 코어 주위에 나선형으로 배치되고, 상기 제2 전도체는 상기 제1 전도체 주위에 나선형으로 감겨 있고, 전기 절연성 재료가 내부에 개재되어 있고; 그 전체는 전기 절연성 재료로 만들어진 외부 코팅에 의해 더 둘러싸여 있다. 여기서 열은 이 전도체에서 줄 효과(Joule effect)에 의해 전기적으로 생성되고, 여기서부터 이 열이 담요로 분배된다.

또한 규제의 관점에서 볼 때, 전기 기기 안전 표준의 업그레이드를 다루는 기술 위원회는 기기 안전 표준의 변경을 도입해야 한다고 알려져 있다. 이 중, 일반적으로 μT(Tesla) 단위로 측정되는 자기장 방출 한도를 제어하는 것을 취급하는 IEC 62233 표준이 존재한다. 나아가, 상기 자기장의 방출을 줄이기 위해, 본 특허의 구조로서 도 1에 도시된 것과 동일한 전기 회로가 이 기술 분야에 알려져 있다. 그러나 자기장의 방출 이외에, 일반적으로 Volt/m 단위로 측정되는 전기장의 방출 문제가 더 관련되며, 이 전기장은, 사용자가 예를 들어 50 또는 60Hz와 같이 홈 네트워크의 주파수 한계에서 250V보다 낮은 소켓 전압(mains voltage)에서 동작하는 기기를 사용할 때 사용자에 안전 문제를 나타내지는 않는다 하더라도, 이 전기장은 종종 사람들이 전기 담요를 사용하는 동안 정전기 전류 유형을 경험할 때 그 기술적인 이유를 알지 못하는 사람들에게 소정의 두려움을 안겨주는 불쾌한 우려를 야기할 수 있다. 이러한 불쾌감은, 특정한 환경 조건이 발생할 때, 예를 들어, 특히 낮은 상대 습도 값, 예를 들어, 단지 50 %의 낮은 상대 습도 값을 갖는 환경이 발생할 때, 또는 발생된 전계의 값이 예를 들어 60 V/m와 같은 한정된 값을 초과할 때, 지수적으로 증가한다.

위에서 언급한 문제는 2명의 사용자가 2개의 분리된 동작 유닛을 포함하는 더블 사이즈 베드용 담요를 동시에 사용하고 있고 이 2개의 동작 유닛들 중 하나가 오프 위치에 있을 때 증폭된다. 실제로, 왼손 사용자는 그 동작 유닛이 턴오프되어 있고, 베드에서 오른손 사용자는 그 동작 유닛을 사용하여 오른손 사용자의 베드 부분을 발열시키고 있는 상황에서, 왼손 사용자가 오른손 사용자를 터치할 때 왼손 사용자는 (정전기 전류와 비슷한) 전기 충격을 느끼는 일이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 제품 품질 이미지에 불만과 부정적인 영향을 야기한다.

실제로, 일반적으로 온열 기구는 전력 공급 콘센트(power supply outlet)에 삽입된 플러그에서 종료하는 케이블을 통해 교류 전기 전류의 콘센트에 연결된다. 전기 전류는 일반적으로 2개의 라인, 즉 각각 "위상" 라인과 "중성(neutral)" 라인으로 분배되며, 여기서 중성 라인은 접지에 대해 거의 제로인 전압 또는 전압 차를 나타내는 반면, "위상" 라인은, 전기 분배 네트워크에 따라, 유럽 및 기타 많은 국가에서 특히 230V, 미국에서 115V, 일본에서 100V 등의 값을 갖는 교류 전압을 갖는다.

영국, 호주 또는 미국과 같은 일부 국가에서는 전력 공급 네트워크의 플러그/콘센트 쌍이 극성화(polarized)되어 있다. 그리하여, 이러한 국가에서는, 온열 기구에 의해 생성된 전기장의 열을 사용자가 인식할 수 있는 인식가능 임계 레벨 아래로 최소화하여, 사용자에게 미칠 수 있는 임의의 불편함을 제거하는 방식으로, 위상 라인과 중성 라인의 전도체들을 각각 연결하는 것을 보장하기 위해 적절한 생산 장치를 채택하는 것이 가능하다.

반대로, 예를 들어 많은 유럽 국가 또는 한국과 같은 일부 다른 국가에서는, 전력 공급 네트워크의 플러그/콘센트 쌍, 특히 2.5A의 최대 전류에 대해 인증된 플러그 모델은 극성화되어 있지 않아서, 위상 라인과 중성 라인의 전도체들이 각각 플러그 단자에 그리고 그리하여 제어 회로 및 온열 기구에 무작위적으로 연결될 수 있다.

이렇게 무작위적으로 연결된 결과, 온열 기구에 의해 생성된 전기장은 플러그를 콘센트에 삽입하는 방향에 의존하는데, 즉, 전기장은 플러그의 연결 방향으로 더 크고, 플러그가 이 연결 방향과 반대 방향으로 연결될 때 더 낮다.

따라서, 극성화되지 않은 전력 플러그에 의해 제품에 전력이 공급되는 경우, 전체 담요에 분배되고, 특정 전도체를 통해 접지에 기능적으로 연결된 전기 전도성 네트워크의 사용을 포함하는, 전기장과 자기장의 방출을 대폭 줄이거나 재설정(reset)할 수 있는, 이 기술 분야에 알려진, 정교하고 매우 복잡하며 고가인 시스템이 사용되지 않는 한, 극성화된 전력 플러그의 사용으로 얻어지는 것과 동일한 이점을 얻을 가능성은 없다.

예를 들어, 미국 특허 번호 5,173,587로 공개된 미국 특허 문헌은 전력 플러그가 교류 전기 전력의 콘센트에 삽입되는 극성 방향(polarization direction)을 결정할 수 있는 점검 장치(checking device)에 연결된 전기 담요와 같은 전기 발열 장치를 기술한다. 이러한 점검 장치는 상당히 많은 수의 소자로 구성된 매우 복잡한 시스템이어서, 고가이고 실현하기 어렵고 오작동을 일으킨다. 언급된 특허 문헌은 전력 플러그가 콘센트에 삽입되는 방식에 관계 없이 온열 담요 상에 음의 전기 전위를 유지하는 방법을 개시한다. 그러나, 이 문헌에 설명된 온열 담요는 단 하나의 극성, 특히 음극에 대해서만 작동한다.

이러한 현상의 무작위성을 극복하기 위해, 기기의 연결 방향이 최소 전기장을 발생시키는 방향인지 여부에 대한 정보를, 간단하고 경제적인 방법으로, 사용자에게 제공하는 것이 필요하다.

그리하여, 본 특허 출원의 출원인은 최소 전기장을 발생시키기 위해 콘센트에 플러그를 올바르게 삽입하는 것과 관련된 정보를 사용자에게 제공하는 것이 필요하다는 것을 인식하였다.

제1 양태에서, 본 발명은 청구항 1에 제시된 바와 같은 온열 기구에 관한 것이다.

본 출원의 출원인은 실제로 놀랍게도 온열 기구가 담요와 상기 담요 내부에 분배된 적어도 하나의 발열 소자, 및 일측에서 상기 발열 소자에 그리고 타측에서 전력 플러그를 통해 AC 전력 공급 네트워크의 전력 콘센트에 전기적으로 연결가능한 전력 제어 유닛을 포함하고, 상기 담요 내부에 포함된 상기 발열 소자에는 AC 전력 공급원의 양의 위상과 음의 위상이 모두 공급되며, 상기 온열 기구는, 상기 전력 제어 유닛이 상기 전력 플러그가 상기 AC 전력 공급원의 전력 콘센트에 삽입되는 극성 방향을 검출하도록 구성된 점검 장치를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 것에 의해, 생성되는 전기장을 최소화할 수 있어, 상기 온열 기구의 임의의 사용자에게 경제적이고 효율적인 보안을 보장할 수 있다는 것을 발견하였다.

실제로, 본 발명의 온열 기구는 이중 극성, 즉 양극과 음극에서 동작할 수 있고, 상기 전력 플러그가 상기 전력 콘센트에 삽입되는 방향을 결정할 수 있는 이러한 장치를 사용하는 것으로 인해, 상기 온열 기구에 의해 최소 전계가 생성되도록 위상 라인과 중성 라인을 적절히 연결하게 상기 전력 제어 유닛을 설정할 수 있어서, 이 기술 분야에 알려진 온열 기구에서 사용자가 상기 언급된 전기 충격을 느끼는 것을 감소시킬 수 있다.

이러한 전계 감소 효과를 얻기 위해서는 상기 온열 담요에 직접 전력이 공급되는 것이 중요하다.

그 결과, 상기 전력 플러그가 상기 콘센트에 삽입되는 방향이 올바른지 여부, 즉 어느 와이어가 위상 라인에서 동작하고 있고, 어느 와이어가 중성 라인에서 동작하고 있는지를 의미하는 삽입 방향이 올바른지 여부가 사용자에 알려진다; 이러한 삽입 방향이 올바르지 않은 경우, 사용자는 플러그를 반대 방향으로 삽입할 수 있다.

본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 "온열 기구"라는 용어는, 베드 또는 단지 그 일부 또는 본체의 일부 또는 바닥의 일부만을 완전히 커버하도록 구성된 실질적으로 편평한 형상 및 임의의 크기를 갖는, 온열 담요, 발열 패드, 발열 매트 또는 이와 유사한 온열 기구와 같은, 베드를 가열시키거나 베드에 있는 사람을 가열시키도록 주로 의도되지만 이로 한정되지 않는 기구를 의미하는 것으로 의도된다.

바람직하게는, 상기 온열 기구는 온열 담요이다.

바람직하게는, 상기 담요는 제1 케이블 부분을 통해 상기 전력 제어 유닛에 연결되고, 상기 전력 제어 유닛은 제2 케이블 부분을 통해 상기 전력 플러그에 연결된다.

바람직하게는, 상기 전기 전류는, 상기 전기 분배 네트워크에 따라 교류 전압 값을 나타내는 제1 AC 전력 공급 라인(A), 또한 상기 "위상" 라인을 통해, 및 접지에 대해 거의 제로인 전압 또는 전위차를 나타내는 제2 AC 전력 공급 라인(B), 또한 상기 "중성" 라인을 통해, 상기 전력 콘센트로부터 상기 온열 기구로 분배된다.

이런 방식으로, "위상" A 라인이 심지어 직접 또는 저 임피던스 회로를 통해 담요 내부에 분배된 발열 소자에 연결되면, 온열 기구에 의해 생성되는 전기장은 "중성" 라인이 직접 또는 저 임피던스 회로를 통해 동일한 발열 소자에 연결된 상태에 비해 상대적으로 더 높다.

따라서 중성 라인이 심지어 직접 또는 저 임피던스 회로를 통해 발열 소자에 연결될 때 최상의 조건이 얻어진다.

바람직하게는, 상기 온열 기구에는 250V보다 낮은 AC 전압 및 예를 들어 50Hz 또는 60Hz의 주파수가 공급된다.

이런 방식으로, 전압의 주파수가 이러한 전압에 의해 생성된 전기장을 결정하는 중요한 파라미터이지만, 소켓 전압의 주파수가 거의 모든 국가에서 이용가능한 전압 주파수인 50Hz 또는 60Hz인 한, 이는 본 발명에 영향을 미치지 않아서, 그리하여 실제 사용 네트워크 주파수 전부에 적용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전력 제어 유닛은 상기 담요에 삽입된 발열 저항기에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어기를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 전력 제어 유닛은 상기 제1 및 제2 AC 공급 라인(A 및 B)을 상기 전력 제어기로/로부터 연결/분리할 수 있는 바이폴라(bipolar) 유형의 메인 스위치(main switch)를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 메인 스위치는 전기-기계, 전자 또는 전기 기계-전자 혼합 기술로 만들어진다.

이런 방식으로, 유닛 제어 모듈의 내부 배선은 고정되어 있어서, 교류 전류의 소켓으로부터 공급 라인(A 및 B)의 단자로 전원에 대해 발열 저항기가 연결된 방향도 또한 고정되어 있고, 이 연결 방향은 사용자가 전력 플러그를 벽 콘센트에 삽입하는 방향에만 의존한다.

바람직하게는, 상기 점검 장치는 전기 회로이다. 보다 바람직하게는, 상기 전기 회로는 일측에서 제1 단자를 통해, 상기 전력 제어기를 상기 담요의 상기 발열 저항기에 연결하는 분기점에 연결되고, 타측에서 제2 단자를 통해 상기 제1 AC 공급 라인(A)에 연결된다. 바람직하게는, 상기 회로는 또한 제3 단자를 통해 상기 제2 AC 공급 라인(B)에 연결된다.

이런 방식으로, 매우 작은 전류에 대해서 온열 기구에 연결된 상기 제1 단자는 전류가 온열 기구에 의해 접지 쪽으로 분산되는 것으로 인해 접지에 연결된 것으로 거동한다.

바람직하게는, 상기 점검 장치는 전기 네트워크에 대한 담요 연결의 구성 상태에 관해 조명, 음향 또는 그래픽 유형의 표시를 제공하는 경고 시스템(warning system)에 연결된다.

바람직하게는, 상기 경고 시스템은 광 신호를 방출할 수 있는 네온 조명 또는 LED에 의해 구성되거나 이에 연결된다.

제1 실시 예에서 이러한 회로는 네온 램프로 구성된다. 이 경우에, 상기 제3 단자가 AC 네트워크의 공급 "위상" 라인에 연결되면, 상기 제3 단자 자체는 유럽에서 사용되는 일반적인 공급 네트워크에서 접지에 대해 230 VAC의 전압을 받는다. 그러나 미국의 경우 115 VAC 또는 일본의 경우 100 VAC와 같은 더 낮은 전압의 AC 네트워크에도 동일한 개념이 적용된다.

이런 방식으로, 상기 메인 스위치의 두 극이 개방될 때, 네온 램프의 단자에서, 비록 작지만, 네온 램프를 턴온하기에 충분한 전류를 생성하여서, 제3 단자가 "온(on)"인 것을 나타내기에 충분한 전위차, 즉 전압이 존재할 수 있다.

반대로, 제3 단자가 AC 네트워크의 전력 "중성" 라인에 연결되면, 이러한 제3 단자는 접지에 대해 거의 제로인 전압을 받는다. 그 결과, 상기 메인 스위치의 두 극이 개방될 때, 램프의 단자의 전압은 임의의 전류를 생성하기에 충분치 않아서, 네온 램프는 오프 상태로 유지되어, 이에 의해 제3 단자가 "온"이 아닌 것을 나타낼 수 있다.

제2 실시 예에서, 이 회로는 저항과 직렬로 연결된 LED로 구성된다.

전술된 바와 같이, 상기 메인 스위치의 두 극이 개방될 때, 제3 단자가 AC 네트워크의 "위상" 라인에 연결되면, 직렬로 연결된 LED와 저항으로 구성된 회로의 단자의 전위차가 이 실시 예에서도 수립된다. 이 전압은 저항기에 의해 제한된 전류가 LED를 통해 흐르게 하며; 이 전류는 LED를 턴온하여 제3 단자가 "온"인 것을 나타내는 표시를 제공할 수 있다. 반대로, 제3 단자가 AC 네트워크의 "중성" 라인에 연결되면, 회로에 전위차가 없어서 전류가 흐르지 않아서 LED는 오프 상태로 유지되어, 이에 의해 제3 단자가 "온"이 아닌 것을 나타낸다.

바람직하게는, 상기 LED는 다이오드에 연결될 수 있다.

이런 방식으로, LED에 역 전압을 가하는 것에 의해 LED 자체가 손상되는 것을 방지하기 위해 다이오드가 필요하며, 따라서 LED가 인가된 역 전압에 손상 없이 저항하는 유형인 경우에 이 다이오드는 선택적이 된다.

그리하여, 상기 회로를 사용함으로써 온열 기구의 발열 저항이 바람직하게는 AC 네트워크의 공급 "중성" 라인(램프 "오프")에 연결되는 방식으로 작용하는 것이 가능하다. 이런 방식으로, 담요에 의해 생성되는 전기장은 발열 저항기가 AC 네트워크의 공급 "위상" 라인에 연결될 때 동일한 온열 기구에 의해 생성되는 전기장보다 상당히 더 낮아질 수 있다.

바람직하게는, 상기 온열 기구는 상기 메인 스위치와 상기 전력 제어기 사이에 삽입된 극성 교환기를 더 포함하며; 바람직하게는, 상기 극성 교환기는 또한 상기 점검 장치에도 연결된다.

이런 방식으로, 상황에 관계없이 담요 위에 항상 최소 전기장을 발생시키도록 네트워크에 연결을 수립하는 것이 가능하다.

제2 양태에서, 본 발명은 청구항 9에 제시된 방법에 관한 것이다.

본 출원의 출원인은 실제로 놀랍게도, 온열 기구의 전기 네트워크에 대한 연결 상태가 최적 상태인지 또는 최적화되어야 하는 상태인지를 결정하기 위해 온열 기구의 전기 네트워크에 연결 상태를 결정하는 방법으로서,

a) 상기 점검 장치에 의해 전류의 통과를 정량적으로 검출하는 단계;

b) 이렇게 검출된 전류량에 관한 정보를 상기 전력 제어 유닛에 전송하는 단계;

c) 상기 검출된 전류량이 최소 전계의 발생을 보장하는 것인지 여부를 점검하는 단계; 및

d) 이 점검시에, 상기 전력 플러그가 상기 AC 전력 공급원의 상기 전력 콘센트에 삽입되는 방향을 역전시킬 수 있다는 것을 사용자에게 통보(alert)하는 단계를 포함하는 것에 의해, 발생되는 전기장을 최소화할 수 있어서, 상기 온열 기구의 임의의 사용자에 대해 경제적이고 효율적이며 효과적인 보안을 보장할 수 있다는 것을 발견하였다.

실제로, 이러한 점검 장치에 의해 검출된 것에 따라, 사용자는 전력 플러그가 올바른 방식으로 삽입되었는지 여부를 알 수 있고, 종국적으로 콘센트에 전력 플러그가 삽입되는 방향을 역전시켜 생성되는 전기장을 최소화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 방법은 또한 네트워크의 연결이 항상 최소 전기장을 발생시키는 것을 보장하도록 극성을 교환하는 단계를 포함한다.

이런 방식으로, 시스템은 공급 라인(A 및 B)의 단자들 사이에서 최상의 연결이 어느 것인지를 자동적으로 인식할 수 있고 그 결과 온열 기구에 항상 최소 전기장을 발생시키도록 네트워크에 연결을 수립하는 방식으로 극성 교환기를 동작시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 단지 비-제한적인 예로서 제시된 바람직한 실시 예의 이하 상세한 설명을 검토함으로써 더욱 명백해질 것이다:

도 1은 전기 전류 공급원의 전력 콘센트에 연결된 본 발명에 따른 온열 기구의 일 실시 예의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온열 기구의 전력 제어 유닛의 제1 실시 예를 상세하게 도시한다.
도 2a는, 스위칭 소자(140)가 3개의 상이한 실시 예로 제시된, 도 2의 제어 블록(102)의 분해도를 도시한다.
도 2b는 AC 네트워크에 위상/중성 연결 유형이 도시된 일 실시 예를 도시한다.
도 2c는 AC 네트워크에 위상/중성 연결이 도 2b의 것에 비해 반대인 다른 실시 예를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 온열 기구의 전력 제어 유닛에 포함된 점검 장치의 제1 실시 예를 상세히 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 온열 기구의 전력 제어 유닛에 포함된 점검 장치의 제2 실시 예를 상세히 도시한다.
도 5는, 극성 교환기를 볼 수 있는, 도 1에 도시된 온열 기구의 전력 제어 유닛의 제2 실시 예를 상세히 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 온열 기구의 전력 제어 유닛 내에 포함된 점검 장치를 형성하는 블록, 또는 단자(114)가 연결되지 않은 경우의 도 2의 점검 장치를 형성하는 블록을 상세하게 도시한다.

다음의 상세한 설명은 그 내용을 제한하지 않으면서, 본 발명의 온열 기구의 특정 실시 예에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 더블 베드(10) 상에 놓인 온열 담요가 설명되는데 이 온열 담요는 제1 케이블 부분(14)을 통해 제어 회로(11)에 연결되고, 이 제어 회로(11)는 제2 케이블 부분(15)을 통해 플러그에 연결되고, 이 플러그는 이중 극성, 즉 양극과 음극을 갖는 교류 전기 전류 전력 공급원의 전력 콘센트(13)에 삽입된다. 온열 담요(10)에는 예를 들어 50 또는 60 Hz의 주파수를 갖는 교류 전압이 공급된다.

콘센트(13)에서, 전기 전류는 2개의 전력 공급 라인, 즉 각각 "위상" A 라인과 "중성" B 라인으로 분배되고, 여기서, 중성 B 라인은 접지에 대해 거의 제로인 전압 또는 전위차를 나타내는 반면, "위상" A 라인은 전기 분배 네트워크에 따라 AC 전압 값을 나타내는데, 이는 특히 유럽 및 기타 많은 국가에서 230V이고, 미국 115V, 일본에서 100V 등이다.

특히, 도 1의 제어 회로(11)의 확대도를 도시하는 도 2에 도시된 바와 같이, 위상 A 라인이 심지어 직접 또는 저 임피던스 회로를 통해 온열 담요(10)의 직물 층 내에 포함된 전기 저항기의 발열 와이어(200)에 연결될 때, 담요(10)에 의해 생성되는 전기장은, 중성 B 라인이 심지어 직접 또는 저 임피던스 회로를 통해 동일한 발열 와이어(200)에 연결된 상태에 비해 상대적으로 더 큰 것으로 발견되었다.

다시 도 2를 참조하면, 전력 제어 유닛(11)은 담요(10) 내부에 삽입된 발열 소자(200)에 전달되는 전력을 제어하는 전력 제어기(102), 및 바이폴라 유형의 메인 스위치(101)를 더 포함하고, 상기 바이폴러 유형의 메인 스위치(101)는 제1 및 제2 교류 전류 공급 라인(각각 15A, 15B)을 전력 제어기(102)로/로부터 연결/분리할 수 있다. 나아가, 전력 공급 제어 유닛(11)은 상기 전력 공급 플러그(12)가 교류 전기 전류 전력(13)의 상기 전력 콘센트에 삽입되는 극성 방향을 검출할 수 있는 점검 장치(103)를 포함한다. 점검 장치(103)는 일측에서 케이블 부분(14A)을 통해 전력 제어기(102)를 담요(10)의 발열 저항기(200)에 연결하는 분기점에 제1 단자(113)를 통해 연결되고, 타측에서 제2 단자(112)를 통해 제1 교류 전류 전력 공급 라인(15A)에 및 제3 단자(111)를 통해 제2 교류 전류 전력 공급 라인(15B)에 연결된다.

도 2a에는, 전류 차단(interruption) 블록(140), 및 이 전류 차단 블럭(140)을 관리하는 블럭을 나타내는 블럭(145)으로 구성된, 도 2의 전력 제어기(102)의 상세가 도시되어 있다.

전류 차단 블록(140)은, 블록(140A)으로 표시된 바와 같이 전기적 접점으로 실현되거나, 또는 전자적으로, 블록(140B)으로 표시된 SCR 유형의 장치에 의해 실현되거나, 또는 블록(140C)으로 표시된 TRIAC 유형의 장치에 의해 실현될 수 있다. 이들 블록(140A, 140B 및 140C) 각각은 전기 담요에서 단일-극성의 차단을 실현할 수 있게 한다.

도 2b는 도 2a에 도시된 전류 차단 블록(140)이 위상 라인에 연결된 경우를 도시하는 반면, 도 2c에서는 이러한 전류 차단 블록(140)이 중성 라인에 연결된 경우가 도시된다. 온열 담요(10)는, 일측에서 위상 라인에 연결되고, 타측에서 중성 라인과 연결이 차단되는 순간에 전기장의 방출을 생성할 수 있다. 이것은 문제시 될 수 있으므로, 모노-폴라 방식으로 담요를 턴오프한 경우 위상 라인과 연결이 차단되는 것이 필요하다. 온열 담요의 블럭(140)에 의해 셧다운(shut down)시 차단된 연결이 어느 것인지를 알 수 없기 때문에, 본 발명은 점검 장치(103)의 존재로 이 문제를 해결할 수 있다.

도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 점검 장치(103)는, 저항기(121)와 직렬로 연결된 네온 램프(120)로 구성된 경고 시스템에 연결된 전기 회로이다. 이 경우, 제3 단자(111)가 AC 네트워크의 "위상" 라인 전력에 연결되면, 제3 단자(111) 자체는 유럽에서 사용되는 전형적인 전력 공급 네트워크에서 접지에 대해 230 VAC의 전압을 받는다. 그러나, 미국의 115 VAC 또는 일본의 100 VAC와 같은 저전압 AC 네트워크에도 동일한 개념이 적용될 수 있다.

이런 방식으로, 메인 스위치(101)의 두 단자가 개방될 때, 네온 램프(120)의 단자에는, 비록 작지만, 이 네온 램프(120)를 턴온시켜 제3 단자(111)가 "온"인 것을 나타내기에 충분한 전류를 발생시키기에 충분한 전위차, 즉 전압이 있을 수 있다.

반대로, 제3 단자(111)가 AC 네트워크의 "중성" 라인에 연결되면, 이러한 제3 단자(111)는 접지에 대해 거의 제로인 전압을 받는다. 그 결과, 메인 스위치(101)의 두 단자가 개방될 때, 네온 램프 헤드(120)의 단자의 전압은 임의의 전류를 생성하기에 충분치 않아서, 네온 램프(120)가 오프 상태로 유지되어, 이에 따라 제3 단자(111)가 "온"이 아닌 것을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 저항 장치(124)에 직렬로 연결된 LED(122)로 구성된 점검 장치(103)의 다른 실시 예가 도시되어 있다. 이 경우에도, 메인 스위치(101)의 두 단자가 개방될 때, 도 3에 도시된 네온 램프(120)를 참조하여 위에서 설명된 것과 유사하게, 제3 단자(111)가 AC 네트워크의 "위상 A" 라인에 연결되면, 직렬로 연결된 LED(122)와 저항기(124)로 구성된 회로(103)의 단자의 전위차가 이 실시 예에서도 수립될 수 있다. 이 전압은 저항기(124)에 의해 제한된 전류가 LED(122)를 통해 흐르게 하고; 이 전류는 LED(122)를 턴온시켜, 제3 단자(111)가 "온"인 것을 나타내는 표시를 제공할 수 있다. 역으로, 제3 단자(111)가 AC 네트워크의 "중성" B 라인에 연결되면, 회로에는 전위차가 없어서, 전류가 흐르지 않고, LED(122)는 오프 상태로 유지되어, 이에 의해 이러한 제3 단자(111)가 "온"이 아닌 것을 나타낸다.

반대로, 제3 단자(111)가 AC 네트워크의 "중성" B 라인에 연결되면, 회로에는 전위차가 없어서, 전류가 흐르지 않고, LED(122)는 오프 상태로 유지되어, 이에 의해 이러한 제3 단자(111)가 "온"이 아닌 것을 나타낸다. LED(122)에 역 전압이 가하는 것에 의해 LED(122) 자체가 손상되는 것을 방지하기 위해, LED(122)에는 다이오드(123)에 연결되는데, 이에 따라 LED(122)가 인가된 역 전압에 아무런 손상 없이 저항하는 유형인 경우 이 다이오드는 선택적이 된다.

그리하여, 회로(103)를 사용함으로써 발열 기구(10)의 발열 저항(200)이 바람직하게 AC 네트워크의 공급 "중성" B 라인(램프(120) 또는 LED(122) "오프")에 연결되는 방식으로 작용하는 것이 가능하다. 이런 방식으로, 담요(10)에 의해 생성되는 전계는 발열 저항기(200)가 AC 네트워크의 공급 "위상" A 라인에 연결될 때 동일한 온열 기구에 의해 생성되는 전계보다 상당히 더 낮아진다.

도 5를 참조하면, 메인 스위치(101)와 전력 제어기(102) 사이에 삽입된 극성 교환기(104)를 더 포함하는 제어 회로(11)의 다른 실시 예가 도시되어 있다; 나아가, 극성 교환기(104)는 또한 담요(10)에 최소 전계를 생성하는 방식으로 네트워크에 연결을 수립하도록 점검 장치(103)에 연결된다.

도 6에는 도 5에 도시된 발열 기구의 전력 제어 유닛(11)의 점검 장치(103)가 상세히 도시되어 있다; 특히 점검 장치(103)는 단자(111)와 단자(113) 사이에 흐르는 전류를 측정하는 제1 전류 검출 블록(151), 및 단자(112)와 단자(113) 사이에 흐르는 전류를 측정하는 제2 전류 검출 블록(152)을 포함한다. 나아가, 제어 시스템(154)에 의해 제어되는 연결 선택기(153)는 전류 검출 회로(151) 또는 전류 검출 회로(152) 또는 두 전류 검출 회로(151, 152)를 단자(113)에 적절히 연결한다. 마지막으로, 디스플레이 시스템(155)은 전력 공급원에 대한 제어 유닛(11)의 연결 구성 상태에 관해 바람직하게는 조명 또는 또한 음향 또는 그래픽일 수 있는 표시를 제공하거나 또는 이 연결 상태가 최적 상태인지 또는 최적화되어야 하는 상태인지 여부를 제공한다.

제어 시스템(154)은 아날로그 및/또는 디지털 기술 또는 단순히 하니스(harness)를 통해 실현되는 복잡한 제어 회로일 수 있다. 이러한 제어 시스템(154)은, a) 선택기(153)를 활성화시켜 전류 검출 회로(151) 및/또는 전류 검출 회로(152)를 단자(113)에 연결하고; b) 전류 검출 회로(151) 및/또는 전류 검출 회로(152)로부터 정보를 수신하고; c) 정보를 생성하고; d) 이 정보를 디스플레이 시스템(155)에 전송하도록 구성된다.

도 6에는 블록(156)이 또한 도시되어 있는데, 이 블록(156)은, 만약 필요한 경우, 점검 장치(103) 내부의 전자 회로의 전부 또는 일부에 전력 공급 전압(VCC 및/또는 VEE)을 제공하는데 사용가능하다.

물론, 설명된 바람직한 실시 예의 많은 수정 및 변형이 여전히 본 발명의 범위 내에서 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.

따라서, 본 발명은 설명된 바람직한 실시 예들에 국한되지 않으며, 단지 예시적인 것으로서 비-제한적인 것으로 이해되고, 본 발명은 다음 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (10)

1. 담요(10) 및 상기 담요(10) 내부에 분배된 발열 소자(200), 및 일측에서 상기 발열 소자(200)에 및 타측에서 전력 플러그(12)를 통해 AC 전력 공급 네트워크의 전력 콘센트(13)에 전기적으로 연결 가능한 전력 제어 유닛(11)을 포함하는 온열 기구(1)로서, 상기 담요(10)에 포함된 상기 발열 소자(200)에는 AC 전력 공급원의 양극과 음극이 공급되고, 상기 온열 기구(1)는, 상기 전력 제어 유닛(11)이 상기 전력 플러그(12)가 상기 AC 전력 공급원의 전력 콘센트(13)에 삽입되는 극성 방향을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 점검 장치(103)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 담요(10)는 제1 케이블 부분(14)을 통해 상기 전력 제어 유닛(11)에 연결되고, 상기 전력 제어 유닛은 제2 케이블 부분(15)을 통해 상기 전력 플러그(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 전류는, 전기 분배 네트워크에 따라 교류 전압 값을 나타내는 제1 AC 전력 공급 라인(A), 또한 상기 "위상" 라인을 통해, 및 접지에 대해 거의 0인 전압 또는 전위차를 나타내는 제2 AC 전력 공급 라인(B), 또한 상기 "중성" 라인을 통해, 상기 전력 콘센트(13)로부터 상기 온열 기구(1)로 분배되는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 전력 제어 유닛(11)은 상기 담요(10)에 삽입된 발열 저항기(200)에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어기(102), 및 상기 제1 및 제2 AC 공급 라인(A 및 B)을 상기 전력 제어기(102)로/로부터 연결/분리할 수 있는 바이폴러 유형의 메인 스위치(101)를 더 포함하고, 상기 점검 장치(103)는 일측에서 제1 단자(113)를 통해, 전력 제어기(102)를 상기 담요(10)의 상기 발열 저항기(200)에 연결하는 분기점에 연결되고, 타측에서 제2 단자(112)를 통해 상기 제1 AC 공급 라인(A)에 및 제3 단자(111)를 통해 상기 제2 AC 공급 라인(B)에 연결되는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점검 장치(103)는 전기 회로인 것을 특징으로 하는 온열 기구.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점검 장치(103)는 전기 네트워크에 대한 상기 담요(10)의 연결 구성 상태에 관해 조명, 음향 또는 그래픽 유형의 표시를 제공하는 경고 시스템(warning system)(155)에 연결된 것을 특징으로 하는 온열 기구.
7. 제6항에 있어서, 상기 경고 시스템(155)은 네온 조명(120) 또는 LED(122)로 구성되거나 이에 연결되고, 상기 LED는 상기 LED(122)의 손상을 방지할 수 있는 다이오드(123)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담요(10)에 최소 전기장을 발생시키도록 상기 네트워크의 연결을 수립하는 방식으로 상기 점검 장치(103)에 연결되고 또한 상기 메인 스위치(101)와 상기 전력 제어기(102) 사이에 삽입된 극성 교환기(104)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온열 기구.
9. 담요(10) 및 상기 담요(10) 내부에 분배된 발열 소자(100), 및 일측에서 상기 발열 소자(200)에 및 타측에서 전력 플러그(12)를 통해 AC 전력 공급 네트워크의 전력 콘센트(13)에 전기적으로 연결가능한 전력 제어 유닛(11)을 포함하는 온열 기구(1)의 전기 네트워크에 연결 상태를 결정하는 방법으로서, 상기 전력 제어 유닛(11)은 상기 전력 플러그(12)가 AC 전력 공급원의 전력 콘센트(13)에 삽입되는 극성 방향을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 점검 장치(103)를 포함하고, 상기 방법은,
   a) 상기 점검 장치(103)에 의해 전류의 통과를 정량적으로 검출하는 단계;
   b) 상기 검출된 전류량에 관한 정보를 상기 전력 제어 유닛(11)으로 송신하는 단계;
   c) 상기 검출된 전류량이 최소 전계의 발생을 보장하는지 여부를 점검하는 단계;
   d) 상기 점검시에, 상기 전력 플러그(12)가 상기 AC 전력 공급원(13)의 AC 전력 콘센트(13)로 삽입되는 방향을 역전시킬 수 있다는 것을 사용자에게 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 연결이 항상 최소 전기장을 발생시키는 것을 보장하도록 극성(104)을 교환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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