KR20190025063A

KR20190025063A - 온도제어장치의 반응시간을 개선하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190025063A
Application number: KR1020197006151A
Authority: KR
Inventors: 세르지우 콘티; 쉐드 라팟 이크발
Original assignee: 젠썸 캐나다 유엘씨
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2019-03-08
Also published as: KR20160117646A; JP2016197428A; WO2014096963A3; US20170285671A1; KR101955392B1; CN104969138A; KR20150107724A; JP2018113061A; JP2016502250A; KR102047972B1; JP5961324B2; JP6310508B2; CN108089613A; US9678517B2; WO2014096963A2; DE112013006109T5; US20140180493A1; KR101663284B1; US10409304B2; CN104969138B

Abstract

시스템(2)은 (a) 온도제어장치(10); (b) 주에너지원; (c) (i) 보조에너지원; (ii) 전환장치(30); (iii) 측정장치(40,42); 및 (iv) 선택적으로 제어기;를 포함하는 전자장치, 전자-기계장치, 또는 전자장치 및 전자-기계장치(22);를 포함하고, 여기서 온도제어장치는 작동시 보조에너지원에 연결되고; 측정장치는 소정의 조건을 측정하고, 온도제어장치가 소정의 조건을 달성하면 전환장치는 보조에너지원으로부터 주에너지원으로 전환하고; 그리고 소정의 조건은 약 60초 이하에서 달성된다.

Description

온도제어장치의 반응시간을 개선하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR IMPROVING THE RESPONSE TIME OF A TEMPERATURE CONTROL DEVICE}

본 발명(teachings)은 일반적으로 온도제어장치에 있어서 성능 개선에 관한 것으로, 특히 가열장치가 가열하는 속도를 개선하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 사용자에게 가열 또는 냉각을 제공하는 가열장치에서의 속도가 개선된 온도제어장치(예를 들어 가열 및/또는 냉각시스템)를 제공하는 것을 서술한다. 일반적으로 차량 시트에 열적 편안함을 제공하기 위한 가열시스템 및/ 또는 가열 및 냉각시스템은 가열기 및/또는 팬을 포함한다. 일반적으로 이러한 가열기는 차량 시트 내에 설치되는 저항가열기이다. 적용되는 저항가열기의 일부 비-제한 실시예로는 레이 와이어 가열기; 양성온도계수 가열기(PTC); 카본 스트랜드; 카본시트; 카본, 니켈, 또는 이둘 모두를 포함하는 시트 및/또는 스트랜드; 또는 에너지가 적용되면 뜨거워지는 가열시스템의 어떠한 다른 타입이 있다. 그러나, 이들 가열기는 냉각되었을 때, 사용자가 가열기로부터 가열을 느끼도록, 뜨거워지거나, 주위 요소를 가열하거나, 하나 이상의 레이어를 관통하거나, 또는 이들의 조합을 이루는데 시간이 걸리거나, 또는 냉각장치가 뜨거울 때 냉각을 제공하는데, 시간이 걸린다. 사용자가 따뜻함을 느끼는데 걸리는 시간은, 가열기가 켜지기 전에 더 차갑게 되면, 가열기, 시트, 공기, 또는 이들의 조합의 주위온도에 따라 증가하고, 또는 반대로, 사용자가 차가움을 느끼는데 걸리는 시간은, 냉각장치가 켜지기 전에 더 뜨겁게 되면, 냉각장치, 시트, 공기, 또는 이들의 조합의 주위온도에 따라 증가한다. 기존 시스템은 그것들이 켜지는 시간부터 사용자가 가열 및/또는 냉각에 있어서 증가됨을 느낄 때까지 램프 업을 구비한다. 단지 짧은 거리를 운전하는 사용자에 대해 차량 시트는 심지어 사용자가 그들의 요구되는 위치에 도달하는 시간까지 따뜻해지거나 차가워지지 않을 수 있다. 오늘날 존재하는 것들에도 불구하고, 자동차 제조업체와 차량소유자는 보다 빨리 가열되는 가열시트 및 보다 빨리 냉각되는 냉각시트를 계속하여 추구한다.

사용자가 가열기를 켠 후 곧 온도변화를 경험하도록 급속하게 가열되는 가열 시스템 및/또는 급속하게 냉각되는 냉각시스템을 구비하는 것은 매력적이다. 60초 이내에 그 최대 온도의 70퍼센트까지 도달하는 가열장치 및/또는 냉각장치를 구비하는 것은 매력적이다. 전력을 부스트하려는 시도의 예들이 미국특허공보 4,849,611; 5,369,247; 6,914,217; 7,615,879; 및 7,801,661 에서 찾을 수 있고, 이들 모두는 모든 목적을 위해 여기에 참조로 인용된다.

필요한 것은 사용자가 가열 및/또는 냉각 감각을 경험하는 온도를 급격하게 달성하는 온도제어장치이다. 더 필요한 것은 급격한 가열 때문에 가열기가 손상되지 않도록 가열기의 온도를 모니터링하면서 급격하게 가열하는 가열시스템이다. 60초 이내에 그 최대 온도의 70퍼센트, 바람직하게 60초 이내에 그 최대 온도의 85퍼센트, 더욱 바람직하게 60초 이내에 그 최대 온도의 100퍼센트 이상을 달성하는 온도제어장치를 구비하는 것은 매력적이다.

본 발명은 (a) 온도제어장치; (b) 주에너지원; (c) (i) 보조에너지원; (ii) 전환장치; (iii) 측정장치; 및 (iv) 선택적으로 제어기;를 포함하는 전자장치, 전자-기계장치, 또는 전자장치 및 전자-기계장치;를 포함하는 시스템에 있어서, 온도제어장치는 작동시 보조에너지원에 연결되고; 측정장치는 소정의 조건을 측정하고, 온도제어장치가 소정의 조건을 달성하면 전환장치는 보조에너지원으로부터 주에너지원으로 전환하고; 그리고 소정의 조건은 약 60초 이내에 달성되는 것을 특징으로 하는 시스템을 제공함에 의해 하나 이상의 이들 요구를 충족한다.

본 발명은 (a) 시스템에서 온도제어장치에 보조에너지원을 적용하는 단계; (b) 상기 온도제어장치의 하나 이상의 조건을 모니터링하는 단계; (c) 상기 하나 이상의 조건이 소정의 값을 달성하면, 상기 보조에너지원으로부터 상기 온도제어장치를 분리하는 단계; (d) 상기 온도제어장치가 온도를 제어하는 것을 지속하도록 상기 온도제어장치를 주에너지원에 연결하는 단계; 를 포함하는 방법에 있어서, 상기 온도제어장치는 약 60초 이하 후에 상기 보조에너지원으로부터 분리되고; 상기 온도제어장치가 상기 주에너지원에 연결되면 상기 온도제어장치가 미리-설정된 온도, 사용자 선택 온도 또는 이들 모두를 유지하도록, 상기 온도제어장치는 자가-조절 가열장치이거나; 상기 온도제어장치는 상기 온도제어장치의 온도를 조절하는 제어기에 연결되거나; 이들의 조합인 방법을 제공한다.

본 발명은 (a) 가열장치; (b) (i) 보조정에너지원, 보조증폭에너지원, 또는 이둘 모두; (ii) 주정에너지원; (iii) 기계적스위칭장치, 전기적스위칭장치, 또는 이 둘 모두; (iv) 측정장치, (v) 선택적으로 제어기;를 포함하는 전자장치, 전자-기계장치, 또는 이들 모두를 포함하는 가열시스템에 있어서, 가열장치는 가열장치가 켜지면 보조정에너지원, 보조증폭에너지원, 또는 이둘 모두에 연결되고; 측정장치는 소정 조건을 측정하고, 그리고 기계적스위칭장치, 전기적스위칭장치, 또는 이 둘 모두는 가열장치가 소정의 조건을 달성하면 보조정에너지원, 보조증폭에너지원, 또는 이둘 모두에서 주정에너지원으로 전환하고; 소정의 조건은 약 60초 이내에 달성되는 것을 특징으로 하는 가열시스템을 제공함에 의해 하나 이상의 본 요구를 충족한다.

본 발명의 다른 독특한 측면은 (a) 가열시스템에서 가열장치에 정에너지원 또는 증폭에너지원을 적용하는 단계; (b) 가열장치의 하나 이상의 조건을 모니터링하는 단계; (c) 하나 이상의 조건이 소정 값을 달성하면 정에너지원 또는 증폭에너지원으로부터 가열장치를 분리하는 단계; (d) 가열장치가 계속 가열되도록 다른 정에너지원에 가열장치를 연결하는 단계:를 포함하는 방법에 있어서, 가열장치는 60초 이내 이후에 정에너지원 또는 증폭에너지원으로부터 분리되고; 가열장치가 다른 정에너지원에 연결되면 가열장치가 미리 설정된 온도, 사용자 선택 온도, 또는 이둘 모두를 유지하도록, 가열장치는 자가-조절되거나, 가열장치는 가열기의 온도를 조절하는 제어기에 연결되거나, 또는 이둘 모두인 것을 특징으로 하는 방법을 구상한다.

본 발명은 놀랍게도 사용자가 가열 및/또는 냉각 감각을 경험하는 온도를 급격하게 달성하는 온도제어장치를 제공함에 의해 하나 이상의 이러한 문제들을 해결한다. 본 발명은 가열기가 급속한 가열 때문에 손상되지 않도록 가열기의 온도를 모니터링하면서 급격히 가열하는 가열시스템을 제공한다. 본 발명은 60초이내에 그 최대온도의 70퍼센트, 바람직하게 60초 이내에 그 최대온도의 85퍼센트, 더욱 바람직하게 60초 이내에 그 최대온도의 100퍼센트 이상을 달성하는 온도제어장치를 제공한다.

도 1은 제어와 비교하여 본발명의 온도구배의 일실시예를 도시한다.
도 2는 하나의 제어 다이어그램의 일실시예를 도시한다.
도 3은 하나의 제어 다이어그램의 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 PTC(양성온도계수) 가열장치에 대해 그래프로 나타낸 다양한 에너지원을 도시한다.

여기에 표현된 설명과 그림은 본 발명, 그 원리, 및 그 실제 적용을 당업자가 알도록 의도된다. 당업자는 특정 용도의 요구에 가장 적합하면서, 수많은 형태로 본 발명을 적응 및 적용할 수 있다. 따라서, 상술되는 본 발명의 특정 실시 예들은 완전한 것으로 또는 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 결정되어야 하지만, 이는 첨부된 청구범위가 권리가 있는 균등물의 전체 범위와 함께 이러한 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 특허출원 및 공보를 포함하는 모든 논문 및 참고문헌의 개시 내용은 모든 목적을 위해 참고로 인용된다. 아래 청구항으로부터 수집되는 것처럼 다른 조합도 가능하고, 또한 이는 본 명세서에 기록된 설명에 참고로 인용된다.

본 발명은 에너지원(예를 들어, 전력원, 전류원, 전압원)이 적용되면, 온도제어장치가 온도를 변화하고, 인접한 구조물, 사람들 또는 이들 모두에 가열 및/또는 냉각을 제공하도록, 어떠한 온도제어장치(예를 들어, 가열장치 또는 냉각장치)와 이용될 수 있거나 및/또는 포함할 수 있는 시스템을 제공한다. 바람직하게, 여기에 논의되는 온도제어장치는 어떠한 저항가열장치일 수 있다. 본 발명과 함께 이용될 수 있는 가열기들의 일부 비-제한적인 예들로 카본계 가열기, 와이어기반 가열기(예를 들어, 구리, 금, 은 또는 이들의 조합과 같은 금속으로 이루어지는지는 레이 와이어(lay wire)); 양성온도계수 가열기(즉, PTC), 음성온도계수 가열기(즉, NTC); 카본 필라멘트 가열기; 카본 시트; 카본, 니켈, 또는 이들 모두를 포함하는 시트 또는 스트랜드; 기타 등등; 또는 이들의 조합이다. 여기에 설명되는 바와 같은 가열장치는 열전기장치 및/또는 펠티에장치일 수 있다. 여기 본발명과 함께 이용될 수 있는 가열장치의 추가적인 타입은 미국특허공보 제7,741,582호 (예를 들어, 컬럼 1; 라인50 - 컬럼2; 라인 36 및 도 1-4); 제7,205,510호 (예를 들어, 컬럼1; 라인 35-57 및 컬럼 2; 라인 45 내지 컬럼 4; 라인 6 및 도 1-5); 제6,064,037호 (예를 들어, 컬럼 2; 라인 54 내지 컬럼 4; 라인 39); 제6,150,642호 (예를들어, 컬럼 1; 라인 50 내지 컬럼 5; 라인 12 및 도 1-6); 제7,141,760호 (예를 들어, 컬럼 1; 라인 33 내지 컬럼 7; 라인 42 및 도 1-4); 그리고 제7,560,670호 (예를 들어, 컬럼 1; 라인 40 내지 컬럼 6; 라인 11 및 도 1-3)에 포함되는 교시에서 수집될 수 있고, 이들 모두는 여기 본 발명과 함께 이용될 수 있는 가열장치의 다른 타입에 대하여 교시하기 위해 여기에 인용된다. 이 시스템과 함께 이용될 수 있는 가열장치 일부는 양성온도계수특성(PTC)을 포함한다. 예를 들어, 정전압이 적용되면, 온도에 있어서 더 상승을 막도록 PTC 가열기의 저항은 증가할 것이다. 여기서 설명되는 시스템은 가열장치 내에 통합되거나, 가열장치에 인접하여 위치되거나, 가열장치로부터 원거리에 위치되거나, 냉각장치에 인접하여 위치되거나, 이들의 조합일 수 있다.

여기에 설명되는 냉각장치는 냉각장치가 다른 표면 또는 사용자를 접촉할 때 냉각을 제공하는 어떠한 냉각장치일 수 있다. 냉각장치는 전기냉각장치일 수 있다. 냉각장치는 유체를 냉각시킬 수 있고, 이 유체는 냉각을 제공하기 위하여 순환된다. 냉각장치는 열전기장치, 펠티에장치, 팬 또는 팬과 열전기장치 및/또는 펠티에장치의 조합일 수 있다. 냉각장치는 가열 및 냉각을 제공하는데 이용될 수 있다. 냉각장치는 냉각유체를 이송하기 위한 송풍기 및/또는 팬에 인접하여 위치될 수 있다. 냉각장치는 오직 팬일 수 있다. 팬은 유체를 사용자를 향해 밀거나 및/또는 공기를 사용자로부터 당기는데 이용될 수 있다. 팬속도는 증가된 가열 및/또는 냉각이 냉각장치의 시작상태에서 발생되도록 보조에너지원에 의해 증가될 수 있다. 증가된 팬속도는 열전기장치와 함께 또는 열전기장치 없이 이용될 수 있다. 에너지가 적용된 냉각장치는 구성요소, 사용자 또는 이들 모두와 접촉하는 장치에 순환되는 유체를 냉각할 수 있다. 냉각장치는 시스템의 일부일 수 있다.

여기에 설명되는 시스템(에를 들어, 온도제어시스템, 가열시스템, 냉각시스템, 또는 이들의 조합)은 여기에 설명되는 것으로 전기적으로 연결되는 온도제어장치(예를 들어, 가열장치, 냉각장치, 또는 이들 모두)의 조합, 매개체, 에너지원, 파워부스터, 또는 이들의 조합일 수 있다. 여기에 설명되는 시스템은 하나 이상의 구성요소로 통합될 수 있다. 시스템은 가전기기(예를 들어, 가열 또는 냉각 패드), 차량가열장치, 또는 이들의 조합의 일부일 수 있다. 가전가열장치는 근육, 의자, 기타 등등, 또는 이들의 조합을 가열하는 것처럼 치료 용도로 기능할 수 있다. 차량에 이용되는 시스템은 암레스트, 도어패널, 시프터, 스티어링휠, 시트, 헤드레스트, 플로어보드, 헤드라이너, 가열/냉각 빈(bin), 콘솔, 대시보드, 발밑공간 또는 이들의 조합과 같은 사용자가 접촉하는 차량의 어떠한 일부에 실질적으로 온도제어를 제공하는데 이용될 수 있다.

시스템은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다; 온도제어장치, 가열장치, 냉각장치, 타이밍장치(예로, 타이밍 릴레이), 온도제어장치(예로, 온도 릴레이), 저항센서(예로, 서미스터), 에너지원(예로, 주에너지원, 보조에너지원, 직류, 교류, 또는 이들의 조합), 파워부스터, 파워 컨버터 (예로, DC/DC 컨버터, AC/AC 컨버터, 또는 이 둘의 조합), 하나 또는 그 이상의 스위치들, 하나 이상의 제어기들, 또는 이들의 조합. 바람직하게, 시스템은 주에너지원(예로, 주전압 및/또는 주전류)와 보조에너지원(예로, 정전류, 정전력, 증폭된 전압, 또는 이들의 조합) 사이에 온도제어장치를 스위칭하는 스위치를 포함한다. 주에너지원은 배터리, 발전기, 표준전기 콘센트, 또는 이들의 조합일 수 있다. 보조에너지원은 여기에 설명되는 것처럼 제어기, 승압 또는 이 둘 모두인 주에너지원이 될 수 있다. 더욱 바람직하게 시스템은 주에너지원과 보조에너지원 사이 온도제어장치를 스위칭하는 하나 이상의 스위치들을 포함한다.

보조에너지원은 가열장치 및 인접 영역의 온도를 빠르게 상승하거나, 냉각장치 및 인접영역의 온도를 빠르게 하강하거나 또는 둘 다를 수행할 수 있다. 바람직하게 보조에너지원은 온도제어장치가 주위 온도와 실질적으로 동등한 온도를 구비할 때 온도제어장치의 온도를 빠르게(예로, 60초 이하, 또는 바람직하게 30초 이하) 변화(예로 상승 또는 하강)하도록 기능한다. 보조에너지원은 정전력원, 정전류원, 증폭전압원 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들면, 정전력은 PTC 특성 때문에 가열기의 저항에서의 증가를 보상하도록 전압 그리고 그다음 전류를 조절하여 PTC가열장치에서 열 출력을 유지하기 위하여 가열장치에 적용될 수 있고, 정전압원을 지닌 시스템보다 빠른 열상승 시간을 제공한다. 다른 실시예로, 정전류는 가열장치의 저항이 증가되어, 가열장치에 적용된 전력량이 최대 허용 전압(예로, 12볼트 시스템에서 40볼트까지)이 이용될 때까지 증가하도록 가열장치에 적용될 수 있다. 제3실시예에서, 12볼트 시스템에서 24볼트 또는 36볼트와 같은 증폭된 전압은 가열장치가 더욱 빨리 가열되도록 가열장치에 적용될 수 있다. 여기에 설명되는 보조에너지원은 승압에너지원과 같을 수 있다. 보조에너지원은 주에너지원과 같은 수 있다. 보조에너지원은 주에너지원에 의해, 주에너지원으로부터 분리된 전원으로부터, 또는 이들의 조합으로부터 구동될 수 있다. 바람직하게 보조에너지원 및 주에너지원은 서로 다르다. 주에너지원은 정전압, 정전류 또는 이 둘 모두일 수 있다. 정전압원은 가열장치를 구동하기 위한 여기에 설명되는 어떠한 전압원일 수 있다. 시스템은 보조에너지원으로부터 주에너지원으로 제어된 온도가 소정의 온도를 달성하는 온도제어장치 및/또는 영역 후, 소정의 시간 후, 소정의 저항이 달성된 후, 또는 이들의 조합 후 전환될 수 있다.

스위치는 주에너지원과 보조에너지원 사이 전환하는 기능을 할 수 있다. 스위치는 기계적 스위치, 전기적 스위치, 전자적 스위치, 또는 이들의 조합일 수 있다. 전기스위치의 예로는 솔레노이드, 수은스위치, 또는 이들 모두이다. 전자적 스위치의 예는 트랜지스터, 솔리드 스테이트 릴레이, MOSFET 트랜지스터, 또는 이들의 조합이다. 기계적 스위치의 예로는 릴레이가 있다. 스위치는 전기적으로 시스템을 둘 이상의 에너지원, 둘 이상의 에너지 어플리케이션, 또는 이 둘 모두 사이에 전환하는 기능을 할 수 있다. 스위치는 제어기, 릴레이, 측정장치, 또는 이들의 조합으로부터의 신호에 기초하여 둘 이상의 에너지원 사이에 전기적으로 및/또는 기계적으로 전환할 수 있다. 바람직하게, 스위치가 제어기, 제어유닛, 릴레이 또는 이들의 조합으로부터 신호를 수신하면, 스위치가 둘 이상의 에너지원 사이에 전환한다.

제어기는 전기적 시스템을 제어하는 기능을 할 수 있다. 제어기는 온도센서, 타이머, 저항센서, 또는 이들의 조합으로부터 수신되는 신호에 기초하여 전기적으로 스위치를 제어하는 기능을 할 수 있다. 오프된 제어기는 보조에너지원으로 전환된 다음 작업을 시작하기 위하여 디폴트로 스위치에 신호를 전송할 수 있다. 제어기는 시스템에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 온도제어장치를 포함하는 구성요소에 통합될 수 있다(예로, 차량에서 제어기). 바람직하게, 제어기는 가열장치, 냉각장치 또는 이들 모두로부터 원거리에 위치될 수 있지만, 제어기는 시스템의 일부이다. 제어기는 교류, 직류, 또는 이 둘 모두에 의해 구동될 수 있다. 바람직하게 제어기는 직류에 의해 구동된다. 제어기는 가열장치에 공급되는 전압, 전류, 전력, 또는 이들의 조합의 양을 조절하는 기능을 할 수 있다. 제어기는 하나 이상의 전압조절기, 전류조절기, 전력조절기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제어기는 가열장치의 온도가 안정적인 온도, 사용자 선택 온도, 설정-포인트, 또는 이들의 조합에서 유지될 수 있도록 어떠한 장치 및/또는 방법을 이용하여 제어할 수 있다. 제어기는 하나 이상의 검색테이블을 이용하여 제어할 수 있다. 예를 들어, 검색테이블은 제어되는 온도인 장치 및/또는 영역의 온도를 리스트할 수 있고, 원하는 원도 및 에너지 출력은 가장 빠르게 원하는 온도를 달성하는 것을 선택할 수 있다. 제어기는 펄스 폭 변조를 이용하여 제어할 수 있다. 펄스 폭 변조는 일정 온도가 유지되도록 일정기간동안 가열기를 온 한 다음 일정기간동안 가열기를 오프할 수 있다. 원하는 온도가 달성되거나 및/또는 유지되도록 원하는 온도에 기초하여 장치가 오프되는 기간은 증가 또는 감소될 수 있다. 펄스 폭 변조는 가열장치가 포함하는 자가-조절 특성에 추가로 및/또는 대신할 수 있다.

전압원은 시스템의 하나 이상의 구성요소를 적절하게 구동하는 어떠한 전압원일 수 있다. 전압원은 정전압원일 수 있다. 바람직하게 여기에 설명되는 전압원은 차량 배터리, 발전기, 또는 차량배터리 및 발전기이다. 전압원은 "12"볼트 시스템, "24"볼트 시스템, "42"볼트 시스템, "120"볼트 시스템, 또는 이들의 조합일 수 있다. 각 전압원의 전압은 ±10 퍼센트 이상, ±15 퍼센트 이상, ±20 퍼센트 이상, 또는 약 ±25 퍼센트 이상까지 변화할 수 있다. 시스템에서 배터리 및/또는 발전기의 디자인, 질, 수명 또는 이들의 조합은 여기에 설명되는 전압원의 범위에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 예를 들어, 12볼트 시스템은 약 9볼트 부터 약 15볼트 까지 변동할 수 있고, 또는 24볼트 시스템은 약 18볼트부터 약 30볼트까지 변화할 수 있다. 바람직하게, 전압원은 약 ±35 퍼센트 이하까지, 또는 보다 바람직하게는 약 ±30퍼센트 이하까지, 또는 보다 바람직하게는 약 ± 28퍼센트이하까지 변화한다. 바람직하게, 여기에 설명되는 전압원은 차량에 제공되는 것과 같은 12볼트 전압원이다; 그러나 전압원은 트럭과 같은 24볼트전압원, 전기차와 같은 44볼트전압원, 표준 플러그와 같은 120볼트 전압원일 수 있다. 전압원은 온도제어장치에 직접, 파워부스트에 직접, 또는 둘 모두에 적용될 수 있다. 바람직하게, 전압은 스위치에 연결되고, 제어기로부터 신호에 의존하여 스위치는 전압을 직접 가열장치에 적용하거나 스위치는 전압을 보조에너지원(즉, 파워부스터)로부터 적용하고, 파워부스터는 가열장치에 전력을 적용한다.

파워부스터는 보조에너지원을 가열장치에 적용하는 어떠한 장치이다. 파워부스터는 에너지원을 변화하거나, 에너지원을 증폭하거나, 또는 이 둘 모두를 기능할 수 있다. 파워부스터는 가열장치가 급속하게(즉 60초 이내에) 열에 있어 상승하도록 가열장치의 저항에서 변화에 대한 보상을 위해 전압, 전류, 전력, 또는 이들의 조합을 조절할 수 있다. 파워부스터는 표준원 또는 주에너지원으로부터 에너지 어플리케이션과 비교하여 증가되는 전압, 전류, 전력, 또는 이들의 조합을 적용할 수 있다. 파워부스터는 가열기의 온도가 급속히 상승하도록 시간이 지남에 따라 전압, 전류, 전력, 또는 이들의 조합을 증가시키는 조절기를 포함할 수 있다. 시스템은 증폭된 전압이 가열장치가 급속히 가열되기를 야기하도록 시스템의 전압을 증폭하는 하나 이상의 컨버터를 포함할 수 있다.

시스템, 제어기, 또는 이 둘 모두는 전력을 교류에서 직류로 전환하거나 또는 그 반대로 전환하거나, 시스템의 전압을 증폭하거나, 이들의 조합인 하나 이상의 컨버터를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제어기는 정전력원, 정전류원, 정전압원, 또는 이들의 조합을 모니터하거나 및/또는 이들에 연결될 수 있다. 하나 이상의 컨버터는 가열장치에 이용 가능한 전압량을 증폭하는 AC to AC 컨버터일 수 있다. 하나 이상의 컨버터는 가열장치에 이용가능한 전압량을 증폭하는 AC to DC 컨버터 또는 DC to AC 컨버터일 수 있다. 바람직하게, 하나 이상의 컨버터는 가열장치에 이용가능한 전압량을 증폭하는 DC to DC 컨버터일 수 있다. 하나 이상의 컨버터는 약 1.2배 이상, 약 1.5배 이상, 약 2배 이상, 약 3배 이상, 약, 4배 이상, 또는 심지어 약 5배 이상 전압을 증폭할 수 있다. 하나 이상의 컨버터는 약 10배 이하, 약 8배 이하, 또는 약 6배 이하로 전압을 증폭할 수 있다. 예를 들면, 12볼트 전력이 하나 이상의 컨버터에 공급되면, 컨버터는 2배로 증폭할 수 있고, 24볼트 신호가 컨버터에 의해 제공될 것이다. 하나 이상의 컨버터는 여기에 설명되는 어떠한 전압원을 전환할 수 있다. 증폭된 전압은 컨버터, 병렬로 공급된 둘 이상의 에너지를 연결하는 커넥터, 직렬로 공급된 둘 이상의 에너지를 연결하는 커넥터, 또는 이들의 조합에 의해 생성될 수 있다.

커넥터는 가열장치에 전압이 증폭되도록 둘 이상의 에너지원을 직렬로 연결하는 기능을 할 수 있다. 커넥터는 여기에 설명되는 스위치일 수 있다. 커넥터는 가열장치에 공급되는 에너지가 증폭되도록 보조에너지원을 주에너지원과 직렬로 연결할 수 있다. 예를 들면, 두 개의 배터리는 증폭된 전압을 제공하기 위하여 직렬로 연결될 수 있다. 커넥터는 증폭된 에너지원이 온도제어장치에 적용되도록 온도제어장치를 실행하는 초기단계 동안에 스위치를 온 할 수 있다. 커넥터는 하나 이상의 소정의 조건 및/또는 값(예로, 온도, 저항, 시간)이 달성되면 스위치를 오프 할 수 있다.

장치는 가열기가 온도와 같은 소정의 조건을 달성하면 보조에너지원에서 주에너지원으로 전환할 수 있다. 소정의 조건은 열이 사용자에게 전달되도록 가열장치가 충분한 열을 제공하게 되는 어떠한 온도일 수 있다. 소정의 조건은 사용자가 가열기의 따뜻함을 경험하도록 충분한 열전달을 제공하게 되는 어떠한 온도일 수 있지만, 온도는 가열기가 손상되지 않거나, 주위 물질이 손상되지 않거나, 사용자가 화상입지 않거나, 또는 이들의 조합이 이루어지도록 충분히 낮다. 냉각장치용 소정의 조건은 사용자가 냉각장치로부터 시원함을 경험하도록 냉각장치가 충분한 "열전달"을 제공하게 되는 어떠한 온도일 수 있다. 소정의 조건은 설정-포인트, 룩-업테이블, 물질 특성, 또는 이들의 조합에 의해 확립되는 어떠한 온도일 수 있다. 바람직하게 소정의 온도는 시스템에서 제공되는 설정-포인트이다.

가열기용 소정의 온도인 소정의 조건은 약 75°C 이상, 약 80°C 이상, 약 85°C 이상, 바람직하게 약 90°C 이상, 더욱 바람직하게 약 95°C 이상, 더욱더 바람직하게 약 100°C 이상, 또는 가장 바람직하게 약 110°C 이상일 수 있다. 가열장치의 일부 타입은 약 120°C 이상 또는 심지어 약 125°C 이상의 소정의 온도를 구비할 수 있다. 바람직한 소정의 설정-포인트는 가열기의 재료 특성에 따라 변화할 수 있다. 일실시예로, 양성온도계수(PTC) 가열기의 소정의 온도는 약 80°C 이상, 약 85°C 이상, 또는 약 95°C 이하일 수 있다. 다른 실시예로, 비-PTC 가열기의 소정의 온도는 약 100°C 이상, 약 110°C 이상, 약 120°C 이상, 또는 약 140°C 이하일 수 있다. 소정의 온도는 약 200°C 이하, 약 150°C 이하, 또는 약 130°C 이하일 수 있다. 소정의 온도는 최대 온도의 약 70 퍼센트 이상, 약 80 퍼센트 이상, 바람직하게 약 90 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 100 퍼센트 이상, 더욱더 바람직하게 약 105 퍼센트 이상, 또는 가장 바람직하게 약 120 퍼센트 이상일 수 있다. 예를 들면, 사용자가 더욱 급격하게 가열 감각을 경험하도록 소정의 온도는 최대 온도를 초과할 수 있다 (예로, 제어기는 사용자의 설정 포인트를 지나침).

가열기의 최대 온도는 사용자가 따뜻한 감각을 느끼거나; 가열장치가 치료상 편안함을 제공하거나; 열이 하나 이상의 레이어를 통해 전달되거나; 또는 이들의 조합이 이루어지도록 사용자에게 충분한 열을 제공하는 어떠한 온도일 수 있다. 최대 온도는 가열장치가 손상되지 않거나, 주위 레이어가 손상되지 않거나, 사용자가 다치지 않거나, 사용자가 화상입지 않거나, 또는 이들의 조합이 되는 어떠한 온도일 수 있다. 최대 온도는 약 5°C 이상, 약 10°C 이상, 심지어 약 15°C 이상, 또는 설정 포인트 및/또는 소정의 온도 이상일 수 있다. 최대 온도는 설정 포인트 및/또는 소정 온도 이상, 또는 5 퍼센트 이상, 10퍼센트 이상, 또는 심지어 약 20 퍼센트 이상일 수 있다. 바람직하게, 최대온도는 약 70°C 이상, 약 80°C 이상, 약 85°C 이상, 약 90°C 이상, 약 95°C 이상, 약 100°C 이상, 약 110°C 이상, 약 120°C 이상, 또는 심지어 약 125°C 이상이다. 최대 온도는 약 175°C 이하, 약 150°C 이하, 또는 약 130°C 일 수 있다. 최대 온도는 가열장치의 가열 기판에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 양성온도계수 재료를 사용하는 가열장치는 약 90°C 이하의 최대 온도를 구비할 수 있다. 다른 실시예로, 저항 와이어 또는 카르보텍스(Carbotex^TM)를 사용하는 가열장치는 약 130°C 이하 또는 약 100°C 이하의 최대 온도를 구비할 수 있다. 최대 온도, 소정 온도, 또는 이 둘 모두는 타이머, 저항센서, 온도센서, 또는 이들의 조합에 의해 조절될 수 있다.

냉각장치는 약 15°C 이하, 약 10°C 이하, 또는 약 5°C 이하의 소정 온도를 제공할 수 있다. 냉각장치는 약 -20°C 이상, 약 -15°C 이상, 또는 약 -10°C 이상의 소정 온도를 제공할 수 있다. 냉각장치는 최대 냉각 온도 하에서 시스템, 센서에 인접한 장치의 일부, 또는 이 둘 모두를 냉각할 수 있다. 최대 냉각 온도는 설정 포인트 및 또는 소정 온도보다 낮은 온도일 수 있다. 최대 냉각 온도는 약 5°C 이하, 약 10°C 이하, 또는 설정 포인트 및/또는 소정 온도 이하일 수 있다. 최대 냉각 온도는 설정 포인트 및/또는 소정 온도 약 10 퍼센트 이하 또는 심지어 설정 포인트 및/또는 소정 온도 약 20 퍼센트 이하일 수 있다. 소정 온도는 사용자를 냉각하는 데 이용되는 냉각 타입에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 냉각장치 온도는 냉각된 공기가 순환장치에 의해 이동될 때 보다 낮을 구 있다. 타이밍 장치는 급속한 냉각이 이루어질 수 있도록 보조에너지원에서 주에너지원으로 전환하는데 이용될 수 있다.

타이머는 시간을 측정하고 소정의 시간에서 반응을 일으키는 신호를 제공하는 어떠한 타이머일 수 있다. 타이머는 제어기의 통합부분, 제어기로부터 분리, 가열장치의 일부, 파워 부스터의 일부, 또는 이들의 조합일 수 있다. 타이머는 가열장치를 냉각, 에너지원 사이 전환, 시스템에서 반응을 제공, 또는 이들의 조합에 있어서 조력하는 타이머를 허용하는 어떠한 증가분으로 측정할 수 있다. 바람직하게, 타이머는 초 단위로 측정할 수 있다. 타이머는 어떠한 소정의 시간 이후에 신호를 발생할 수 있다. 타이머는 보조에너지원, 파워 부스터, 또는 이 둘 모두가 온도제어장치에 연결되는 시간의 양을 모니터할 수 있다. 바람직하게, 타이머는 소정 시간 동안 온도제어장치와 보조에너지원, 파워부스터, 또는 이 둘 모두 사이 연결을 모니터한다.

소정의 조건은 가열장치, 냉각장치, 또는 이 둘 모두에 의해 생성된 열 및/또는 냉기가 하나 이상의 레이어를 통해 전달되고 사용자에 의해 경험되도록 어떠한 시간 양일 수 있다. 소정 조건은 온도제어장치(예로, 가열기, 냉각기, 또는 이 둘 모두)가 최대온도의 약 80 퍼센트 이상, 바람직하게 약 90 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 95 퍼센트 이상, 약 100 퍼센트 이상, 또는 심지어 약 105 퍼센트 이상을 도달하도록 어떠한 시간 양일 수 있다. 소정 조건은 약 90초 이하, 약 75초 이하, 바람직하게 약 60초 이하, 보다 바람직하게 약 45초 이하, 더욱더 바람직하게 약 30초 이하, 가장 바람직하게 약 20초 이하일 수 있다. 소정 조건은 약 5초 이상, 약 10초 이상, 또는 약 15초 이상일 수 있다. 소정 시간 이후 타이머는 여기에 설명되는 스위치에 신호를 제공할 수 있다. 타이머로부터의 신호는 보조에너지원, 주에너지원, 또는 이 둘 모두 사이에 온도제어장치를 전환할 수 있다. 여기에 설명되는 바와 같이, 소정 온도, 최대 온도, 또는 이 둘 모두는 저항 센서에 의해 조절될 수 있다.

저항 센서는 온도제어장치의 저항, 저항에서의 변화, 또는 이 둘 모두를 모니터하는 어떠한 센서일 수 있다. 바람직하게, 저항 센서는 양성온도계수(PTC) 가열장치, 음성온도계수(NTC) 가열장치, 냉각장치, 또는 이들의 조합의 저항 및/또는 저항에서의 변화를 모니터한다. 저항 센서는 에너지원이 가열장치에 적용되는 경우, 가열장치 및/또는 냉각장치의 온도가 변화하는 경우, 또는 이 둘 모두에 있어 저항에서의 변화를 모니터한다. 저항센서는 소정 저항이 도달되었을 때 온도제어장치가 보조에너지원에서 주에너지원으로 전환되도록 하기 위해 센서가 제어기, 하나 이상의 스위치 또는 이 둘 모두에 신호를 제공하도록 온도제어장치에 의해 나타내는 저항의 양을 측정하는 어떠한 장치일 수 있다. 저항 센서는 옴미터, 저항서미스터, 저항온도검출기(RTD), 또는 이들의 조합일 수 있다. 저항 센서는 저항을 온도에 또는 그 반대로 관련시킬 수 있다. 저항 센서는 온도 센서에 추가로, 온도 센서 대신에, 또는 온도 센서의 한 형태로 이용될 수 있다.

온도센서는 가열장치의 온도, 사용자 접촉 영역에서의 온도, 접촉 표면 온도, 또는 이들의 조합을 측정하는 어떠한 센서일 수 있다. 온도 센서는 가열장치가 가열장치의 정격을 초과, 가열장치를 손상, 가열기의 용융, 가열기에 인접한 하나 이상의 표면의 용융, 사용자 화상, 사용자에 동상 야기, 또는 이들의 조합을 방지하는 어떠한 센서일 수 있다. 온도센서는 접촉온도센서, 비접촉온도센서, 광학온도센서, 전기온도센서, 또는 이들의 조합일 수 있다. 사용될 수 있는 온도 센서의 예시로는 서미스터, 써머커플, 저항온도계, 저항온도검출기(RTD), 서모미터, 바이메탈 온도측정장치, 또는 이들의 조합이 있다. 바람직한 온도 센서는 온도제어시스템, 가열장치, 냉각장치, 또는 이들의 조합 내에 전기적으로 연결될 수 있다.

시스템의 성능은 여기에 설명되는 것과 같은 어떠한 성능일 수 있다. 바람직하게, 시스템의 성능은 시간에 대하여 가열장치의 온도 상승을 플로팅하여 그래픽적으로 측정될 수 있다. 가열 및/또는 냉각의 초기 단계 동안 시스템의 플롯은 약 초기 5초이상, 약 초기 7초 이상, 약 초기 10초 이상, 또는 약 초기 15초 이상동안 약 65도 이상, 바람직하게 약75도 이상, 더욱 바람직하게 약 80도 이상, 또한 더욱더 바람직하게 85도 이상, 가장 바람직하게는 약 87도 이상의 각도를 형성할 수 있다. 가열 및/또는 냉각의 초기 상태 이후 시스템의 플롯은 초기 10초 이상 후에, 초기 15초 이상 후에, 초기 20초 이상 후에, 초기 25초 이상 후에, 그러나 약 75초 이하 후에, 약 60초 이하 후에, 약 45초 이하 후에(즉, 초기 가열로부터 약 10초에서 약 60초 까지) 약 30도 이상, 바람직하게 약 40도 이상, 더욱 바람직하게 약 45도 이상, 더욱더 바람직하게 약 50도 이상의 각도를 형성할 수 있다. 다른 방식으로 설명하면, 약 초기 8초이상, 약 초기 10초 이상, 약 초기 12 초 이상, 또는 심지어 약 초기 15초 이상 동안, 약 초당 3.0°C 이상, 바람직하게 초당 약 3.5°C 이상, 더욱 바람직하게 초당 약 4.0°C이상, 더욱더 바람직하게 초당 약 4.5°C 이상, 더욱더 바람직하게 초당 약 5.0°C 이상, 또는 가장 바람직하게는 초당 약 5.5°C 이상의 비율로 가열장치가 가열 및/또는 냉각장치가 냉각될 수 있다. 약 초기 8 초 상, 약 초기 10초 이상, 약 초기 12 초 이상, 또는 약 초기 15 초 이상동안 초당 약 3.0°C에서 초당 약 10.0°C까지, 초당 약 4.0°C 에서 초당 약 8.0°C까지, 또는 초당 약 5.0°C 에서 초당 약 7.0°C까지 비율로 가열장치가 가열 및/또는 냉각장치가 냉각될 수 있다. 조절되는 영역의 온도가 소정의 온도, 최대 온도, 최대 온도보다 높은 소정의 온도, 또는 이들의 조합을 종래 시스템보다 빠르게 달성되도록 어떠한 비율로 가열장치가 가열될 수 있고, 어떠한 비율로 냉각장치가 냉각될 수 있다. 온도제어장치는 조절되는 영역이 소정의 온도, 최대 온도, 최대 온도보다 높은 소정의 온도, 또는 이들의 조합을 약 75초 이내에, 약 60초 이내에, 바람직하게 약 50초 이내에, 보다 바람직하게 약 40초 이내에, 더욱더 바람직하게 약 30초 이내에, 더욱더 바람직하게 약 25처 이내에, 또는 가장 바람직하게 약 20초 이내에 속도 영역을 조절할 수 있다. 제어와 가속된 열적 변화는 여기에 설명되는 바와 같은 방법을 사용하여 조절될 수 있다.

여기에 교시된 시스템은 온도제어장치의 가열 및/또는 냉각을 가속화하는 방법에 이용될 수 있다. 방법은 온도제어장치를 보조에너지원, 보조증폭에너지원, 주에너지원, 또는 이들의 조합에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 보조에너지원, 보조증폭에너지원, 주에너지원, 또는 이들의 조합을 적용하는 단계, 보조에너지원, 보조증폭에너지원, 주에너지원, 또는 이들의 조합 사이 전환하는 단계, 여기에 설명되는 하나 이상의 요소에 의해 에너지원을 증폭하는 단계, 가열장치, 냉각장치, 가열장치 및/또는 냉각장치를 포함하는 구성요소의 온도를 측정하는 단계. 방법은 달성되는 소정의 온도, 소정의 시간, 또는 이들 모두 후에 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 60초 이하 이후에, 45초 이하 이후에, 30초 이하 이후에 또는 20초 이하 이후 전환하는 단계를 포함한다. 방법은 자가-조절하는 가열장치를 허용하거나, 펄스 폭 변조를 조절하거나, 제어기를 조절하거나, 또는 이들의 조합의 단계를 포함할 수 있다. 방법은 최대 온도까지, 최대 온도 이상, 최대 온도의 70퍼센트 이상, 80퍼센트 이상, 90퍼센트 이상, 심지의 95퍼센트이상 가열 및/또는 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 제어시스템에 대하여 플롯된 본발명의 온도 구배를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 가열 시스템은 온도가 사용자에 의해 보다 빠르게 인지되도록 보다 신속하게 가열한다.

도 2는 본 발명의 온도제어시스템(2)에 대한 가능한 제어 전략을 도시한다. 온도제어시스템(2)은 온도제어장치(10)를 포함한다. 온도제어장치(10)는 주에너지원(20)에 연결된다. 주에너지원(2)에서 전력은 파워스위치(30)를 통해 이동한다. 파워스위치(30)가 상부위치에 있으면, 파워스위치는 표준전원과 연결하여 작동한다. 파워 스위치(30)가 하부위치에 있으면, 전원은 파워부스터(22)를 통해 실행된다. 파워부스터(22)는 승압 전력 및/또는 발생 전력을 조절하는 컨버터(24)를 포함한다. 시스템 시동시 파워스위치(30)는 제어장치(10)에 파워 부스터(22)와 컨버터(24)를 통해 전원을 전달하고, 소정시간 후에 타이밍 릴레이(40)가 주에너지원으로부터의 전원으로 다시 전환한다.

도 3은 온도제어시스템(2)에 대한 다른 가능한 제어 전략을 도시한다. 온도제어시스템(2)은 온도제어장치(10)를 포함한다. 온도제어장치(10)는 주에너지원(20)에 연결된다. 주에너지원으로부터의 전원은 파워스위치(30)를 통해 온도제어장치(10)로 이동한다. 파워스위치(30)가 상부위치에 있을 때 파워스위치는 주에너지원(20)으로부터 직접 전원을 얻어 작동한다. 파워스위치(30)가 하부위치에 있을 때 전원은 파워 부스터(22)를 통해 실행된다. 파워부스터(22)는 전원을 조절하는 컨버터(24)를 포함한다. 시스템의 시동시 파워 스위치(30)는 파워부스터(22)를 통해 전원을 전달하고, 온도제어장치(10)가 온도센서(12)에 의해 측정되는 바와 같이 소정 온도에 도달하면, 온도릴레이(42)는 주에너지원으로부터의 표준전원으로 전환한다.

도 4는 PTC 가열장치의 저항에서의 변화에 대하여 플롯된 시간에 따른 세 개의 다른 에너지 적용을 그래픽적으로 도시한다. 그래프는 10분 동안 적용된 전력양을 플롯한다. 도시된 바와 같이 에너지의 정전류 적용은 PTC가열장치의 저항이 증가함에 따라 시간이 지나며 전력에 있어서 증가한다. 에너지의 정전류 적용은 저항 변화에 따라 가열장치에 보다 많은 전력을 전달하고, 전력 승압 동안 온도가 급격하게 증가한다. 도시된 바와 같은 정전력 적용은 시간이 지남에 따라 일정한 전력을 제공한다. 가용 전력량은 파워 부스트 가열에 대해 일정하게 유지되도록 가열장치에 공급되는 전력량은 저항이 증가함에 따라 조절된다. 도시된 바와 같은 정전압 적용은 저항이 증가함에 따라 시간에 대하여 전압에 있어서 하강한다. 도시된 바와 같은 정전압은 가장 느리게 가열하는 가열장치를 야기할 것이고, 정전류는 가열장치의 저항이 증가함에 따라 가장 빠르게 가열하는 가열장치를 야기한다.

표 1은 가열 및/또는 냉각을 향상하는데 이용될 수 있는 다른 에너지 적용의 실시예를 도시한다. 표 1은 부스트 모드 동안 에너지 적용의 타입, 그 다음 부스트 모드가 완료되면 온도 조절의 타입을 나타낸다. 부스트 모드가 완료되었을 때 요구되는 제어 타입은 가열 및/또는 냉각을 만들어내는 온도제어장치의 타입에 의해 결정된다.

가열시스템은 (a) 가열장치; (b) 전기장치,전기-기계장치, 또는 이둘 모두;를 포함하고, (b) 전기장치,전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 보조정에너지원, 보조증폭에너지원, 또는 모두; (ii) 주정에너지원; (iii) 기계적 스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 모두; (iv) 측정장치; 및 (v) 선택적으로 제어기; 를 포함하고, 여기서 가열장치는 켜지면 보조정에너지원, 보조증폭에너지원 또는 모두에 연결되고; 측정장치는 소정의 조건을 측정하고, 그리고 기계적 스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 모두는 보조정에너지원, 보조증폭에너지원, 또는 이둘 모두에서 주정에너지원으로 가열장치가 소정의 조건을 도달하면 전환하고; 그리고 소정의 조건은 약 60초 이내에서 달성된다.

방법은 (a) 정에너지원 또는 증폭에너지원을 가열시스템에서의 가열장치에 적용하는 단계; (b) 가열장치의 하나 이상의 조건을 모니터링하는 단계; (c) 하나 이상의 조건이 소정의 값에 도달하면 정 에너지 원 또는 증폭된 에너지원으로부터 가열장치를 분리하는 단계; (d) 가열장치가 가열되는 것을 유지하도록 다른 정 에너지 원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 가열장치는 약 60 초 이내 이후에 정에너지원 또는 증폭에너지원으로부터 분리되고; 그리고 가열장치가 다른 정에너지원에 연결되었을 때 가열장치가 미리 설정된 온도, 사용자 선택 온도, 또는 이둘 모두를 유지하도록 가열장치는 자가-조절이거나, 가열장치는 가열기의 온도를 조절하는 제어기에 연결되거나, 또는 이둘 모두이다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전류전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 여기서 정전류전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치가 가열장치의 온도를 자가-조절하고 제어하도록 정전류전력원에서 주정전압전력원으로 전환한다.

방법은 (a) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (b) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 정 전류 전력원을 제공하는 단계; (c) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 정전류전력원에서 분리하는 단계; 및 (d) 가열장치가 정전류전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 양성온도계수특성은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전류전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 및 (iv) 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용);를 포함하고, 여기서 여기서 정전류전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 정전류전력원에서 주정전압전력원으로 전환하고, 전자제어유닛은 가열장치의 온도를 제어한다.

방법은 (a) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (b) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 정전류전력원을 제공하는 단계; (c) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 정전류전력원에서 분리하는 단계; 및 (d) 가열장치가 정전류전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전압이 적용될 때 가열장치의 온도는 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조)를 이용하여 유지되거나, 변화되거나, 또는 이 둘 모두 이루어진다.

비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전류전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 및 (iv) 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용);를 포함하고, 여기서 여기서 정전류전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 정전류전력원에서 주 정 전압전력원으로 전환하고, 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용)은 가열장치의 온도를 제어한다.

방법은 (1) 비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하고 요구되는 온도를 오버슈트하도록(즉 약 60퍼센트 이내까지, 바람직하게 약 40퍼센트 이내 또는 약 20퍼센트 이내까지) 충분한 레벨에서 정전류전력원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 보조정전류전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 보조정전류전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전압이 적용될 때 가열장치의 온도는 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조)를 이용하여 유지되거나, 변화되거나, 또는 이 둘 모두 이루어진다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 (1)전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전류전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 여기서 정전류전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치에 제공되는 전류량이 가열장치의 온도를 제어하도록 정전류전력원에서 주정전류전력원으로 전환한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 정 전류 전력원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 정전류전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 정전류전력원에서 분리된 후에 주정전류전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전류전력원으로부터 제공되는 전력의 일정량은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전류전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 를 포함하고, 여기서 정전류전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치에 제공되는 전류량이 가열장치의 온도를 제어하도록 정전류전력원에서 주정전류전력원으로 전환한다.

방법은 (1) 비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 보조정전류전력원으로부터 정전류를 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 보조정전류전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 보조정전류전력원에서 분리된 후에 주정전류전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전류전력원으로부터 제공되는 일정전력은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 (1) 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 여기서 정전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치가 가열장치의 온도를 자가-조절하고 제어하도록 정 전력원에서 주정전압전력원으로 전환한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 정 전력원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 정전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 정전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 양성온도계수특성은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 (1) 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 및 (iv) 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용);를 포함하고, 여기서 여기서 정전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 정전력원에서 주정전압전력원으로 전환하고, 전자제어유닛은 가열장치의 온도를 제어한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 보조전력원으로부터 정전력을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 보조정전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 보조정전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정 전압이 적용될 때 가열장치의 온도는 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조)를 이용하여 유지되거나, 변화되거나, 또는 이 둘 모두 이루어진다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 정전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 를 포함하고, 여기서 정전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치에 제공되는 전류량이 가열장치의 온도를 제어하도록 정전력원에서 주정전류전력원으로 전환한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 보조정전력원으로부터 정전력을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 보조정전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 보조정전력원에서 분리된 후에 주정전류전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전류전력원으로부터 제공되는 일정전력은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 (1) 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 증폭된전압원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; 및 (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 여기서 증폭된전압원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 가열장치가 가열장치의 온도를 자가-조절하고 제어하도록 증폭된전압원에서 주정전압전력원으로 전환한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 증폭된전압원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 증폭된전압원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 증폭된전압원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 양성온도계수특성은 요구되는 실행 온도에서 가열장치를 유지한다.

양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 (1) 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 증폭된 전압원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 및 (iv) 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용);를 포함하고, 여기서 증폭된 전압원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 증폭된전압원에서 주정전압전력원으로 전환하고, 전자제어유닛은 가열장치의 온도를 제어한다.

방법은 (1) 양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 증폭된 전압원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 증폭된 전압원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 증폭된 전압원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정전압이 적용될 때 가열장치의 온도는 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조)를 이용하여 유지되거나, 변화되거나, 또는 이 둘 모두 이루어진다.

비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치는 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두를 포함하고, 전기장치, 전기-기계장치, 또는 이둘 모두는 (i) 증폭된전압전력원; (ii) 타이머, 서미스터, 온도센서, 또는 이들의 조합; (iii) 기계적스위칭 장치, 전기적 스위칭 장치, 또는 이둘 모두; 및 (iv) 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용);를 포함하고, 여기서 증폭된전압전력원은 가열장치에 초기 파워 부스트를 제공하고, 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 스위칭 장치는 증폭된전압전력원에서 주정전압전력원으로 전환하고, 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조를 이용)은 가열장치의 온도를 제어한다.

방법은 (1) 비-양성온도계수특성을 구비하는 가열장치에 전력을 적용하는 단계; (2) 가열장치가 짧은 기간내에, 바람직하게 60초 이내에 요구되는 온도를 달성하도록 충분한 레벨에서 증폭된전압전력원을 제공하는 단계; (3) 소정 시간, 소정 저항, 소정 온도, 또는 이들의 조합 이후에 가열장치를 증폭된전압전력원에서 분리하는 단계; 및 (4) 가열장치가 증폭된전압전력원에서 분리된 후에 주정전압전력원에 가열장치를 연결하는 단계; 를 포함하고, 여기서 주정 전압이 적용될 때 가열장치의 온도는 전자제어유닛(예로, 펄스 폭 변조)를 이용하여 유지되거나, 변화되거나, 또는 이 둘 모두 이루어진다.

여기에 인용된 모든 수치 값은 어떤 보다 낮은 값과 어떤 보다 높은 값 사이 적어도 2개 유닛의 분리가 있는 제공된 하나의 유닛씩 낮은 값부터 높은 값까지 모든 값을 포함한다. 예시와 같이, 구성요소의 양 또는 가능한 프로세스의 값, 예를 들면 온도, 압력, 시간 등과 같이, 예를 들면, 1부터 90까지, 바람직하게 20 부터 80까지, 더욱 바람직하게 30 부터 70까지 라고 하면, 15에서 85, 22에서 68, 43에서 51, 30에서 32 등과 같은 값들이 본 명세서에서 명시적으로 열거된 것이다. 1보다 작은 값의 경우, 하나의 유닛은 0.0001, 0.001, 0.01, 또는 0.1 등의 적절한 것으로 간주된다. 이들은 특별히 의도된 것의 단지 예시이고, 열거된 최저값 및 최고값 사이 모든 다능한 수치 조합이 유사한 방식으로 본 명세서에서 언급하는 것으로 간주되어야 한다.

달리 명시되지 않는 한, 모든 범위는 엔드포인트와 엔드포인트 사이 모든 수를 포함한다. 범위와 관련하여 "약" 또는 "대략"의 사용은 범위의 양끝에 모두 적용된다. 따라서 "약 20 내지 30"은 적어도 지정된 엔드포인트를 포함하여 "약 20 내지 약 30"을 커버하는 것이다.

특허출원 및 공보를 포함한 모든 논문 및 참고문헌의 개시내용은 모든 목적을 위해 참고로 인용된다. 조합을 설명하는 "본질적으로 이루어지는"이라는 용어는 식별된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계 및 실질적으로 조합의 기본적이고 신규한 특성에 영향을 미치지 않는 그 밖의 다른 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 포함한다. 또한 여기에 요소, 성분, 구성요소 또는 단계의 조합을 설명하는 "포함하는"이라는 용어의 사용은 요소, 성분, 구성요소 또는 단계들의 본질적으로 이루어지는 실시 예를 고려한다. 여기에 "일 수 있다"는 용어의 사용에 의해, 그것은 임의의 선택적 포함할 수 있는 속성을 설명하고자 한다.

복수의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계가 하나의 통합된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계에 의해 제공 될 수 있다. 대안적으로, 단일의 통합된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 별도의 복수의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계로 분할될 수도 있다. 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 기술하는 "a" 또는 "하나" 의 개시는 추가의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 배제하려는 것이 아니다.

상기 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도되는 것으로 이해된다. 제공된 예시 이외에도 다수의 실시 예뿐만 아니라, 많은 애플리케이션들은 상기 설명을 읽으면 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 발명의 범위는 상기한 설명을 참조하여 결정되어야 하는 것이 아니고, 이는 첨부된 청구범위를 참조하여, 이러한 청구 범위 전체에 대한 균등물의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다. 특허 출원 및 공보를 포함한 모든 논문 및 참고 문헌의 개시 내용은 모든 목적을 위해 참고로 인용된다. 본원에 개시된 대상의 임의의 태양의 다음의 청구 범위에서 누락은 이러한 대상의 포기는 아니며, 그것은 발명자는 개시된 발명의 대상의 부분으로 그러한 대상을 고려하지 않는다고 간주되어서는 안된다.

2 시스템
10 온도제어장치
20 주에너지원
30 전환 장치
40 측정장치

Claims

a. 온도제어장치(10);
b. 주에너지원;
c. 상기 주에너지원에 비해 증가된 전압을 상기 온도제어장치(10)에 적용하는 파워부스터인 보조에너지원;
d. 전환장치(30); 및
e. 측정장치(40,42); 를 포함하고,
상기 측정장치는 소정의 조건을 측정하고, 상기 전환장치는 상기 온도제어장치가 상기 소정의 조건을 달성하면 상기 온도제어장치를 상기 보조에너지원으로부터 상기 주에너지원으로 전환하는 것을 특징으로 하는 시스템(2).
제1항에 있어서, 제어기를 포함하고 상기 제어기는 상기 온도제어장치의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 온도제어장치는 주에너지원에 연결되는 때에 양성 온도계수특성 및 자가 조절을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소정의 조건은 온도제어장치의 최대온도의 70퍼센트 이상인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 온도제어장치는 송풍기와 연결되는 냉각 장치, 또는 송풍기인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 온도제어장치는 비-양성온도계수 가열장치인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 온도제어장치는 상기 온도제어장치가 온(ON) 되는 때에 상기 보조에너지원에 연결되고, 상기 측정장치가 상기 소정의 조건을 측정한 후에 상기 전환장치가 상기 보조에너지원으로부터 상기 주에너지원으로 전환시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정장치는, 사용자에게 가열을 제공하는 가열장치의 온도, 사용자에게 냉각을 제공하는 냉각장치의 온도, 가열장치 및/또는 냉각장치를 포함하는 구성요소의 온도, 사용자와 접촉하는 접촉 표면 또는 접촉 영역의 온도, 가열 또는 냉각이 사용자에 의해 경험되는 시간, 보조에너지원이 온도제어장치에 연결되는 시간, 또는 이들의 조합을 측정하는 것을 특징으로 한느 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조에너지원은 상기 주에너지원으로부터 분리된 전원으로부터 구동되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소정의 조건은 온도제어장치의 최대온도의 105퍼센트 이상인 것을 특징으로 하는 시스템.