KR20190125522A - 배터리 작동식 헤어 드라이어 - Google Patents

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KR20190125522A
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에릭 스타플
제임스 메레디스
데이비드 커클랜드
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폴리클, 엘엘씨
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Abstract

배터리 작동식 헤어 드라이어는 배터리의 건강 및 충전을 유지하면서 사용자의 모발을 효과적으로 건조시키는 방법을 제어하기 위한 배터리 관리 및 제어 모듈을 포함한다.

Description

배터리 작동식 헤어 드라이어{BATTERY OPERATED HAIR DRYER}
본 발명은 일반적으로 전기 휴대용 헤어 드라이어 분야에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 배터리 작동식 휴대용 헤어 드라이어에 관한 것이다.
일반적으로, "블로우 드라이어"라고도 하는 헤어 드라이어는 잘 알려져 있다. 일반적인 휴대용 헤어 드라이어는 젖은 머리카락에 주변 공기나 가열된 공기를 불어 물 입자의 증발을 촉진하여 자연 건조할 때보다 더 빨리 모발을 건조시킨다. 일반적인 헤어 드라이어는 전력망으로부터 전기를 공급 받는다. 즉, 헤어 드라이어는 전력을 얻기 위해 거의 항상 벽 소켓에 연결된다. 전형적인 헤어 드라이어는 팬 및 팬에 의해 송풍되는 공기를 선택적으로 가열하는 팬 하류의 발열체, 이 두 핵심 구성 요소를 포함한다. 최초의 휴대용 가정용 헤어 드라이어는 20 세기 전반기에 도입되었으며 거의 100 년 동안 약간 변경되었을 뿐이다.
헤어 드라이어 성능은 다수의 상이한 방식으로 측정될 수 있지만, 가장 일반적인 측정은 공기 흐름 속도, 헤어 드라이어를 떠날 때의 공기의 속도, 주변 공기 온도에 상대적인 공기 온도 증가량을 포함한다.
기존의 헤어 드라이어는 팬 및 적어도 하나의 전기 히팅 코일을 포함한다. 전기 히팅 코일은 저항 가열 과정을 통해 열을 발생시킨다. 발열체를 통과하는 전류는 열을 발생시키는 와이어 코일에 의한 저항을 받는다. 저항 발열체는 일반적으로 직선형, 코일형 또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있는 와이어 또는 리본으로 만들어진다. 저항 발열체는 모발을 건조시키기에 충분한 열을 발생시키기 위해 많은 양의 전류를 필요로 한다. 결과적으로, 저항 발열체를 사용하는 헤어 드라이어는 역사적으로 배터리에 의해 전원을 공급받는데 적합하지 않았다.
또한, 일반적인 헤어 드라이어는 사용자가 헤어 드라이어의 기본 기능을 제어할 수 있게 하는 스위치를 포함한다. 예를 들어, 일반적인 헤어 드라이어는 열에 대해서는 "강", "약", 및 "꺼짐" 설정을, 그리고 팬에 대해서는 "고속" 및 "저속" 설정을 포함할 수 있다. 앞서 언급한 기본 설정은 전력망에서 전기를 인출하는 헤어 드라이어에 적합하며, 지금까지는 배터리 충전을 유지하는 관점에서 헤어 드라이어의 성능을 최적화해야 한다는 동기가 부족했다.
현재까지도, 신뢰할 수 있는 모발 건조 성능을 가능하게 할 만큼 충분한 시간 기간 동안 충분한 전력(전압×전류)을 생성할 수 있는 배터리는 매우 크고 비싸다. 한편, 기존의 헤어 드라이어는 가볍지만 전원 아웃렛에 묶여 있다는 단점이 있다. 또한, 모발을 건조시키는 사용자는 헤어 드라이어를 계속 머리 주위로 움직여야 하며 전원 코드는 종종 성가시다.
이와 같이, 경량이고 저렴한 패키지로 최대 배터리 충전을 유지하면서 헤어 드라이어가 모발을 효과적으로 건조시킬 수 있게 하는 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 작동식 헤어 드라이어에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 배터리 작동식 헤어 드라이어에 관한 것이다. 헤어 드라이어는 헤어 드라이어의 모든 구성 요소를 수용하는 하우징을 갖는다. 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩은 하우징에 포함되며 배터리 관리 및 제어 모듈에 전기적으로 연결된다. 헤어 드라이어는 또한 헤어 드라이어의 작동을 제어하는 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 히팅 어셈블리는 하우징 내에 배치되고 전기 모터에 부착된 팬을 포함한다. 히팅 어셈블리는 또한 적어도 하나의 발열체를 포함한다. 모터는 배터리 팩으로부터의 전류에 의해 구동되며, 주변 공기를 흡입구로 끌어 들이고 배출구를 통해 공기를 배출하는 팬을 회전시킨다. 발열체는 히팅 어셈블리를 통과하는 공기가 주변 공기 온도보다 높은 온도로 가열될 수 있도록 배치된다. 배터리 관리 및 제어 모듈은 히팅 어셈블리에 전기적으로 연결되고, 배터리 팩의 충전상태 및 건강을 유지하면서 헤어 드라이어의 건조 성능을 최적화하도록, 배터리 팩으로부터 팬 및 발열체로 전달되는 전류량을 조절한다.
당업자는 본 발명의 하나 이상의 양상이 어떤 목적을 충족시킬 수 있는 반면, 하나 이상의 다른 양상이 어떤 다른 목적을 이끌 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 다른 목적, 특징, 이익 및 장점은 본 설명 및 개시된 실시예의 설명에서 명백할 것이며, 당업자에게는 쉽게 이해될 것이다. 이러한 목적, 특징, 이익 및 장점은 첨부된 도면과 함께 위 설명을 읽고 그로부터 유도된 모든 합리적인 추론을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 작동식 헤어 드라이어의 일 실시예의 사시도이고;
도 2는 도 1의 배터리 작동식 헤어 드라이어의 측면도이고;
도 3은 도 1의 배터리 작동식 헤어 드라이어의 분해 사시도이고;
도 4는 도 1의 배터리 작동식 헤어 드라이어의 정면도이고;
도 5는 대체로 도 4의 라인 5-5를 따라 취한 도 1의 배터리 작동식 헤어 드라이어의 단면도이고;
도 6은 라이트 링 및 배출 그릴을 도시하는, 대체로 도 5의 라인 6-6을 따라 취해진 상세도이고;
도 7은 본 발명에 따른 히팅 어셈블리의 일 실시예의 사시도이고;
도 8은 도 6의 히팅 어셈블리의 다른 사시도이고;
도 9는 도 6의 히팅 어셈블리의 분해 사시도이고;
도 10은 히팅 코일이 보이도록 덕트가 제거된 도 6의 히팅 어셈블리의 사시도이고;
도 11은 히팅 코일이 보이도록 덕트가 제거된 도 6의 히팅 어셈블리의 다른 사시도이고;
도 12는 본 발명에 따른 배터리 팩의 일 실시예의 사시도이고;
도 13은 도 11의 배터리 팩의 다른 사시도이고;
도 14는 본 발명에 따른 배터리 셀, 배터리 관리 모듈 및 스위치 모듈의 일 실시예의 사시도이고;
도 15는 본 발명에 따른 배터리 작동식 헤어 드라이어의 일 실시예의 정면도이고;
도 16은 대체로 도 15의 라인 16-16을 따라 취해진 도 15의 배터리 작동식 헤어 드라이어의 측 단면도이고;
도 17은 도 14의 배터리 작동식 헤어 드라이어 용 히팅 모듈의 일 실시예의 사시도이고; 그리고
도 18은 도 15의 히팅 모듈의 다른 사시도이다.
이제 도면을 참조하면, 본 발명은 배터리 작동식 헤어 드라이어(10)를 제공한다. 헤어 드라이어(10)는 헤어 드라이어의 모든 구성 요소를 둘러싸는 메인 하우징(20)을 포함한다. 도 1 및 도 2는 헤어 드라이어가 사용되지 않을 때 헤어 드라이어에 지지부를 제공하는 옵션의 보관 크레이들(12)에 놓여 있어 헤어 드라이어가 최소한의 카운터 공간을 차지하게 되어 있는 헤어 드라이어(10)를 도시한다. 일부 실시예에서, 보관 크레이들(12)은 헤어 드라이어가 보관 크레이들에 보관될 때 헤어 드라이어(10)에 전력을 제공 할 수도 있다.
헤어 드라이어(10)는 메인 하우징(20) 내에 포함된, 헤어 드라이어를 기능하게 하는 3개의 서브 시스템: (1) 배터리 팩(16), (2) 배터리 관리 및 제어 모듈(40), 및(3) 가열 어셈블리(50)을 포함한다. 도 3의 분해도에 도시된 바와 같이, 메인 하우징(20)은 헤어 드라이어(10)의 모든 구성 요소를 둘러싸는 인클로저를 형성한다. 일반적으로, 배터리 팩(16)은 메인 하우징(20)의 하부 섹션(32)에 위치한다. 도시된 실시예에서, 배터리 팩(16)의 일부는 또한 제어 스위치(44) 및 배터리 지시기(38)를 포함하는 중간 섹션(42)에 배치된다. 히팅 어셈블리(50)는 주 하우징(20)의 상부 섹션(52)에 위치한다. 히팅 어셈블리(50)는 적어도 하나의 발열체(54), 적어도 하나의 팬(56), 및 이하에 상세히 설명될 다른 구성 요소를 포함한다. 도시된 실시예에서, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 실질적으로 상부 섹션(52)과 중간 섹션(42) 사이에 배치된다. 도시된 실시예에서, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 상부 섹션(52)과 중간 섹션(42) 사이에 물리적 장벽을 생성하는 인쇄 회로 기판을 포함한다. 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 본 실시예에서 상부 섹션(52)과 중간 섹션(42) 사이에 장벽을 생성하지만, 대안으로서 본 발명에서 벗어남 없이 상부 섹션 및 중간 섹션을 분리하는 다른 수단이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 성능 향상 또는 다른 목적을 위해 공기를 중간 섹션(42) 및 하부 섹션(32)을 통해 유도하는 것이 바람직할 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 메인 하우징(20)은 베이스(22), 배출구(25)(도 1 참조), 배출구 커버(24), 라이트 링(26), 배출 그릴(28), 유지 링(30) 및 후방 커버(33)를 포함한다. 또한, 옵션의 그립(34)이 후방 커버(33) 상에 오버몰드되거나 또는 다른 방식으로 후방 커버에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 그립(34)은 실리콘으로 만들어지지만, 임의의 적절한 재료가 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 그립(34)은 미끄러지지 않는 표면을 제공하여 사용자가 특히 젖은 손으로도 헤어 드라이어(10)를 안전하게 잡는 것을 돕는다. 또한, 후방 커버(33)에는 가요성 스위치 커버(36)가 부착된다. 도시된 실시예에서, 스위치 커버(36)는 단일 피스의 가요성 재료로 제조된다. 대안의 실시예는 본 발명을 벗어나지 않고 다른 스위치 커버 또는 스위치 구성을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 배터리 표시기(38)는 가요성 스위치 커버(36) 아래에 위치한다(도 14 참조). 물론, 배터리 표시기(38)는 본 발명을 벗어나지 않고 임의의 다른 적절한 위치에 배치 될 수 있다. 배터리 표시기(38)는 배터리 팩(16)의 충전 레벨을 디스플레이한다. 배터리 표시기(38)는 본 발명을 벗어나지 않고 임의의 적절한 방식으로 충전 상태를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 배터리 표시기(38)는 배터리가 충전되는지 또는 배터리 충전이 낮은지에 따라 색상을 변경시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 표시기(38)는 전하 레벨에 따라 선택적으로 조명하는 복수의 LED로 구성될 수 있다.
이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 배터리 작동식 헤어 드라이어(10)의 내부 구성 요소의 패키징이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 히팅 어셈블리(50)는 상부 섹션(52) 내부에 포함된다. 제어 스위치(44) 및 배터리 팩(16)의 일부는 중간 섹션(42)에 포함된다. 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 상부 섹션(52)과 중간 섹션(42) 사이에 포함된다. 마지막으로, 배터리 팩(16)의 일부는 또한 하부 섹션(32)에 포함된다.
도 6은 배출구(25) 및 보유 링(30)에 대한 라이트 링(26)의 위치를 도시한 상세 단면도이다. 도시된 실시예에서, 유지 링(30)은 배출구(25) 상에 스냅 끼워맞춤(snap fit)되지만, 임의의 적절한 부착 수단이 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 라이트 링(26)은 링 둘레에 분포된 복수의 발광 다이오드(LED)(25)를 포함한다. 라이트 링(26)은 배터리 작동식 헤어 드라이어가 작동 중이거나 임의의 다른 원하는 시간 동안 선택적으로 조명될 수 있다. 일부 실시예에서, LED(25)는 다양한 원하는 색상을 생성할 수 있고 임의의 원하는 구성으로 선택적으로 점멸 또는 다른 방식으로 조명될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 라이트 링(26)은 헤어 드라이어(10)가 작동 중이고 공기를 가열할 때 적색을 조명할 수 있다.
이제, 도 7-11을 참조하면, 히팅 어셈블리(50)의 일 실시예가 도시되어 있다. 히팅 어셈블리(50)는 발열체(54), 팬(56), 팬 하우징(58), 덕트(60), 덕트 지지 안내부(62), 흡입 부(64) 및 모터(66)를 포함한다. 히팅 어셈블리(50)는 메인 하우징(20)의 상부 섹션(52) 내에 배치된다. 도시된 실시예에서, 발열체(54)는 저항성 히팅 코일이지만, 임의의 적절한 발열체가 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 모터(66)는 매우 에너지 효율적인 모터인 브러시리스(brushless) 3상 모터이고, 다른 모터에 비해 감소된 진동을 가지며, 이 모터의 속도는 0-100 % 사이에서 정밀하게 조절되어 필요에 따라 성능 및 에너지 소모를 최적화 할 수 있다.
공기가 팬(56)을 통해 이동 될 때, 팬은 공기 흐름에 와류(소용돌이라고도 함)를 유도한다. 와류는 팬(56)의 성능을 향상시키지 않지만, 에너지를 소모한다. 팬(56)을 통과한 후 공기의 와류를 제거하는 것이 팬의 효율을 향상시키기 때문에 바람직하다. 와류를 제거하기 위해, 다수의 고정자 베인(57)이 팬 하우징(58) 및 덕트(60)에 포함된다. 고정자 베인(57)은 공기를 팬(56)으로부터 나오게 유도하고 공기를 발열체(54)를 향하게 한다. 고정자 베인(57)에 추가하여, 덕트(60) 또한 덕트(60)를 통해 공기가 소용돌이치는 것을 방지하는 덕트 지지 안내부(62)를 포함한다. 일부 실시예에서, 덕트 지지 안내부(62)가 없이 고정자 베인(57)만 구비하는 것도 바람직할 수 있고, 또는 고정자 베인(57) 없이 덕트 지지 안내부(62)만 구비하는 것도 가능하다. 또한, 대안의 실시예는 본 발명을 벗어나지 않고 고정자 베인(57) 및 덕트 지지 안내부(62) 모두 없앨 수도 있다.
도시된 실시예에서, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 배터리 팩(16)과 히팅 어셈블리(50) 사이에 배치된다. 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 적어도 하나의 마이크로 프로세서(46) 및 저장 장치(48)를 포함한다. 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 배터리 셀들(18) 간의 전압의 균형을 맞추고 배터리 팩(16)의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 관리 시스템(68)(BMS)을 포함한다. 또한, BMS(68)는 각 배터리 셀(18)의 전압을 지속적으로 측정한다. 희망의 균형을 달성하기 위해, BMS(68)는 배터리 팩(16) 전체에 걸쳐 전략적으로 배치되는 복수의 온도 센서(70)를 통해 각 배터리 셀(18)의 온도를 모니터링한다. BMS(68)는 온도 센서(70)에 의해 제공된 온도 정보를 취하고 각 셀로부터의 전압 측정치와 결합하여 충전 상태 및 건강 상태의 관점에서 배터리 팩(16)의 상태를 판정한다. 충전 상태는 백분율(0-100%)로 측정되는 반면, 건강 상태는 배터리 팩(16)의 수명 시작 상태와 비교하여 복구 가능한 용량의 양을 측정한다. 당 분야에서, 배터리가 충전을 유지하는 능력이 시간이 지남에 따라 저하된다는 것은 잘 알려져 있다. BMS(68)는 배터리 팩(16)이 그 열화 한계 및/또는 예상되는 사용 수명 내에 유지됨을 보장하기 위해 주어진 시간에 얼마나 많은 안전하고 허용 가능한 전류가 방전되거나 충전될 수 있는지를 판정하기 전에, 충전 상태 및 건강 상태를 분석한다.
전압이 배터리 셀들(18) 사이에서 변하면, BMS는 잉여 전하를 흘려 버리도록 임의의 주어진 배터리 셀에 걸친 방전 경로를 제어함으로써 밸런싱 기능을 수행한다. 상술한 밸런싱 기능을 지속적으로 수행함으로써, BMS(68)는 배터리 셀(18)이 배터리 팩(16)의 수명 내내 밸런스 유지된다는 것을 보장한다.
또한, 전술한 바와 같이 배터리 셀들(18)을 밸런싱하는 것 이외에도, BMS(68)는 그것이 제어되고 안전한 방식으로 수행되도록, 배터리 팩(16)의 충전 및 방전을 제어한다. 배터리 팩(16) 및 유사한 배터리를 충전 및 방전하는 것은 많은 안전상의 문제를 야기한다. 예를 들어, 배터리 팩(16)의 제어되지 않은 충전은 극단적인 경우에 과열 또는 화재를 초래할 수 있는, 하나 이상의 배터리 셀(18)에서의 과전압 상태를 초래할 수 있다. 스펙트럼의 반대 끝에서, 배터리 팩(16)의 제어되지 않은 방전 또한 문제가 된다. 배터리 팩(16)의 제어되지 않은 방전은 그 자체로는 위험하지 않은 저전압 상태를 초래할 수 있다. 그러나, 사용자가 저전압 배터리 셀(18)을 충전하려고 시도하면, 배터리 팩(18)의 조기 열화, 과열 또는 화재를 초래할 수 있다. 이러한 불안전한 조건을 방지하기 위해, BMS(68)는 배터리 셀(18)의 전압을 지속적으로 모니터링하고, 배터리 셀(18) 및 배터리 팩(16)의 과전압 및 저전압 조건 모두에 대한 전압 차단을 포함한다.
헤어 드라이어(10)의 일부 실시예에서, BMS(68)는 얼마나 많은 에너지가 배터리 팩(16)에 존재하는지 "알고", 그 헤어 드라이어가 배터리 팩에 존재하는 주어진 전하량으로 최적의 성능을 나타냄을 보장하기 위해 헤어 드라이어의 히팅 및 송풍 프로파일을 조정 및 수정할 수 있다. 물론, BMS(68)는 본 발명을 벗어나지 않고 임의의 다른 바람직한 방식으로 헤어 드라이어(10)의 성능을 조정할 수 있다.
또한, 도 12 및 도 13은 배터리 팩(16)을 보다 상세하게 도시한다. 도시된 실시예에서, 배터리 팩(16)은 8 개의 개별 배터리 셀(18)을 포함하는 재충전 가능한 리튬 이온 배터리이다. 배터리 팩(16)은 배터리 관리 및 제어 모듈(40)에 전기적으로 접속되며, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 배터리 팩(16)으로부터 전기가 인출되는 방법 및 배터리 팩이 충전되는 방법을 제어한다. 물론, 배터리 팩(16)의 대안의 실시예는 임의의 적합한 구성으로 더 많거나 적은 배터리 셀(18)을 포함할 수 있으며, 본 발명을 벗어나지 않고 임의의 적합한 배터리 유형을 사용할 수도 있다.
각각의 배터리 셀(18)은 각 배터리 셀의 일 단부로부터 연장되는 2 개의 단자(19)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 단자(19)는 단자 통합 보드(74)의 단자 슬롯(72)을 통해 연장된다. 도시된 실시예에서, 단자 통합 보드(74)는 인쇄 회로 기판이지만, 임의의 적합한 기판이 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 단자(19)는 단자 슬롯(72)과 전기적으로 접촉하여, 전지 셀(18)의 임의의 팽창 또는 수축으로 인한 단자(19)의 이동을 허용한다. 단자 통합 보드(74)는 배터리 셀(18)을 배터리 팩(16)으로 전기적으로 결합하여, 배터리 팩(16)과 BMS(68) 사이의 필요한 연결을 최소화한다. 도시된 실시예에서, 배터리 팩(16)은 서로 전기적으로 연결된 2 개의 단자 통합 보드(74, 75)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 배터리 팩(16)은 BMS(68)에 전기적으로 연결된다. 마지막으로, 배터리 팩(16)은 충전 포트(76)를 더 포함하며, 사용자는 충전 포트로 충전 케이블(78)을 삽입하여 필요에 따라 배터리 팩을 충전 할 수 있다. 충전 포트(76)는 USB 포트를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 포트 일 수 있다.
대안의 실시예에서, 배터리 팩(16)은 무선 또는 유도 충전이 가능할 수 있고, 이는 충전 포트(76)에 대한 필요성을 없앤다. 또 다른 실시예에서, 배터리 작동식 헤어 드라이어는 태양 에너지를 사용하여 배터리 팩(16)을 충전하는 적어도 하나의 태양 전지를 포함 할 수 있다. 태양 충전은 헤어 드라이어(10)가, 캠프장과 같이, 충전 소스에 접근할 수 없는 곳에서 사용된다면 특히 유리할 것이다. 그러한 대안의 실시예에서, 당 기술 분야에 잘 알려진 다른 보조 배터리 팩과 유사한 방식으로 배터리 팩(16)을 사용하여 사용자의 휴대폰과 같은 다른 장치에 전력을 공급할 수도 있다.
배터리 셀(18)의 충전 밸런싱 이외에, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 배터리 구동 헤어 드라이어(10)의 성능을 다양한 방법으로 최적화 할 수 있다. 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 임의의 바람직한 방식으로 팬 속도 및 히팅 출력을 제어하는 능력을 갖는다. 가장 중요한 것은, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)이 헤어 드라이어(10)의 성능을 최적화하여 사용자가 모발 건조에 만족하도록 하는 것이다. 하나의 바람직한 건조 프로파일에서, 열의 적용은 건조 사이클의 초기 모발이 전형적으로 가장 습윤하기 때문에 건조 사이클 초기에 가장 높다. 건조 사이클이 계속됨에 따라, 모발이 습윤하지 않게 될 것이므로 그리고 온도를 낮추는 것이 모발 손상을 회피할 것이므로 성능 저하 없이 히팅 출력이 감소될 수 있다. 추가의 건조 프로파일이 저장 장치(48)에 저장될 수 있다. 이러한 추가의 건조 프로파일은 저장 장치(48) 상에 미리 적재될 수 있고, 사용자가 헤어 드라이어(10)를 사용하는 방법을 분석함으로써 배터리 관리 및 제어 모듈(40)에 의해 "습득"될 수 있거나, 사용자에 의해 프로그래밍되거나, 본 발명을 벗어나지 않고 임의의 다른 원하는 수단에 의해 생성될 수 있다.
배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 배터리를 사용하여 헤어 드라이어에 전력을 공급하기 위해 필요한 구성 요소이다. 결과적으로, 지능형 제어 모듈의 존재는 헤어 드라이어로 수행 할 수 있는 것에 대한 가능성을 열어준다. 배터리 작동식 헤어 드라이어(10)의 일부 실시예에서, 예컨대, 온도 센서(80)(도 3 및 도 5 참조)는 흡기구(64) 부근에 그리고 배출구(25) 부근에 포함될 수 있다. 온도 센서(80)는 실내의 주위 온도를 측정하고 그 데이터를 헤어 드라이어(10)를 빠져나가는 공기의 온도와 비교할 수 있다. 흡기구(64) 및 배출구(25)에서의 공기 온도 차에 따라, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 발열체(54)를 통과하는 전류의 양을 최적화 할 수 있거나 원하는대로 팬(56)의 속도를 조절할 수 있다.
배터리 작동식 헤어 드라이어(10)는 습도 센서, 모발 또는 피부 온도를 측정하기 위한 적외선 온도계, 또는 임의의 다른 원하는 센서를 포함하는 추가의 환경 센서를 포함 할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 추가 구성 요소가 헤어 드라이어(10)에 포함될 수 있고 배터리 관리 및 제어 모듈(40)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)이 사용자의 모발 유형, 길이 등을 분석하고 습득하고 사용자의 모발을 가장 효율적으로 건조시키기 위해 팬 속도 또는 열 출력을 자동으로 조정할 수 있게 하는 카메라가 배출구(25) 부근에 포함될 수 있다. 헤어 드라이어(10)는 또한 적어도 하나의 블루투스 라디오(82), 와이파이 안테나(84), 또는 헤어 드라이어를 인터넷 또는 스마트 폰 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 인터넷 연결 장치에 연결하기 위한 다른 수단을 포함 할 수 있다. 헤어 드라이어(10)가 인터넷 또는 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터 또는 다른 장치에 연결되면, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 임의의 개수의 외부 요인에 기초하여 헤어 드라이어를 제어 할 수 있다. 극단적인 경우, 헤어 드라이어(10)는 시간, 위치, 지역 날씨 등을 기초로 하여 성능을 최적화 할 수 있다. 또한, 사용자가 자동 온도 조절기와 같은 가정 내에 연결된 장치를 갖는 경우, 헤어 드라이어(10)는 자동 온도 조절기로부터 온도 및/또는 습도 데이터를 획득하여 사용자의 모발을 건조시키기 위한 최적의 팬 속도 및 온도를 결정할 수 있다.
배터리 작동식 헤어 드라이어(10)의 일부 실시예에서, 마이크로폰 및 스피커가 하우징(20)에 포함될 수 있다. 마이크 및 스피커는 헤어 드라이어(10)에 의해 생성된 소음을 능동적으로 상쇄하기 위한 사운드를 생성하는 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 임의의 목적으로 사용될 수 있다. 헤어 드라이어(10)에 의해 생성된 소음을 상쇄시키기 위해, 마이크로폰은 헤어 드라이어에 의해 생성된 소음을 픽업한다. 그 다음, 배터리 관리 및 제어 모듈(40)은 헤어 드라이어에 의해 생성된 소음과 180 도의 위상차를 갖는 소음 상쇄 파를 생성한다. 소음 상쇄파는 헤어 드라이어(10)의 소음을 효과적으로 상쇄하여 사용자 경험을 크게 향상시킨다. 스피커를 사용하여 소음 상쇄파를 생성하는 것 외에도, 스피커를 사용하여 음악을 연주하거나 원하는 다른 소리를 낼 수도 있다.
이제, 도 15-18을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 작동식 헤어 드라이어(200)의 대안의 실시예가 도시되어 있다. 배터리 작동식 헤어 드라이어(200)는 저항성 히터가 아니라 적어도 하나의 펠티에(peltier) 장치(212)를 사용하여 공기를 가열하는 히팅 어셈블리(210)를 포함하는 것을 제외하고는 상술한 실시예와 많은 면에서 유사하다. 열전기 발전기로도 알려진 펠티에 장치는 당업계에 잘 알려져 있다. 펠티에 소자는 교번 n- 및 p- 형 반도체의 어레이를 포함한다. 소자들의 어레이는 두 개의 세라믹 판 사이에 전기적으로 직렬로 그리고 열적으로 병렬로 납땜된다. 전류가 n- 타입에서 p- 타입으로 하나 이상의 소자 쌍을 통과할 때, 접합부의 온도 감소가 존재하고("저온측"), 이는 환경으로부터의 열 흡수를 야기한다. 그 열은 전자 수송에 의해 소자들을 따라 전달되고, 전자들이 높은 에너지 상태에서 저 에너지 상태로 이동할 때 반대("고온") 측에서 방출된다. 전형적인 단일 스테이지 펠티에 장치는 섭씨 약 70도(화씨 158도)의 고온측과 저온측 사이의 온도차를 만들 수 있다.
도 15-18에 도시된 실시예에서, 펠티에 장치(212)는 각각 고온측(214) 및 저온측(216)을 갖는다. 복수의 히트 싱크(218)는 펠티에 소자(212)에 열적으로 연결된다. 히팅 어셈블리(210)의 상류에는 히팅 어셈블리 상으로 그리고 그것을 통해 공기를 송풍하는 팬(221)에 부착된 모터(220)가 있다. 히팅 어셈블리(210)의 바로 하류에, 출구 덕트(222)는 히팅 어셈블리(210)를 통과한 가열된 공기를 배출 그릴(28)을 향해 그리고 밖으로 나가게 만든다. 히팅 어셈블리(210) 주위를 통과하는 공기는 히트 싱크(218)를 통과하면서 냉각된다. 냉각된 공기는 출구 덕트(222)에 의해 차단되므로 출구 그릴(28)을 통해 헤어 드라이어(200)를 빠져 나갈 수 없다. 그 보다는, 냉각된 공기는 다른 곳으로 향하게 되고, 배터리 팩을 냉각시키는 것을 돕기 위해 배터리 팩(16)쪽으로 향하게 될 수 있다. 물론, 펠티에 소자 및 히트 싱크의 다른 구성이 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 헤어 드라이어로서,
    하우징; 및
    상기 하우징 내에 배치된, 적어도 하나의 리튬-이온 배터리 셀을 포함하는 재충전 가능한 배터리 팩;
    각각의 배터리 셀에 대한 전압을 측정하는 복수의 전압 센서;
    상기 헤어 드라이어의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 스위치;
    상기 하우징 내에 배치된 히팅 어셈블리로서, 상기 히팅 어셈블리는 모터에 부착된 팬 및 적어도 하나의 발열체를 포함하고, 상기 모터는 주변 공기를 주입구로 끌어들이고 배출구를 통해 공기를 배출시키는 상기 팬을 회전시키는 것인, 상기 히팅 어셈블리를 포함하고,
    상기 배터리 팩은 배터리 관리 및 제어 모듈에 전기적으로 연결되어 있고;
    상기 발열체는 상기 히팅 어셈블리를 통과하는 공기가 주변 공기 온도보다 높은 온도로 가열될 수 있도록 배치되고; 그리고
    상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 상기 팬 및 상기 발열체에 전기적으로 연결되며, 상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 상기 배터리 팩으로부터 상기 팬 및 상기 발열체로 전달되는 전류를 조절하여 상기 헤어 드라이어의 건조 성능 및 상기 배터리 팩의 성능을 최적화하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 팩은 복수의 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징은 상부 섹션, 중간 섹션, 및 하부 섹션을 갖는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 배터리 셀 중 적어도 하나는 상기 중간 섹션에 포함되고, 상기 베터리 셀의 다른 것들은 상기 하부 섹션에 포함된 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 중간 섹션에 포함된 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 상기 하우징 내 상기 상부 섹션 및 상기 중간 섹션 사이에 배치되어 상기 배터리 팩으로부터 상기 히팅 어셈블리를 분리시키는 인쇄 회로 기판 상에 수용되는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 적어도 하나의 마이크로프로세서 및 적어도 하나의 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체는 저항성 히팅 코일인 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 모터는 브러시리스(brushless) 3상 전기 모터인 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 히팅 어셈블리는 상기 히팅 어셈블리를 통한 공기 흐름을 직선화시키는, 상기 팬 부근에 배치된 복수의 고정자 베인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 팩의 충전 상태를 디스플레이하는 배터리 지시기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 배출구 부근에 위치하는 라이트 링을 더 포함하고, 상기 라이트 링은 적어도 하나의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 상기 배터리 셀의 온도에 기초하여 팬 속도 및 상기 발열체에 공급되는 전류량을 조정하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  14. 제 1 항에 있어서, 각각의 배터리 셀에 대한 온도를 감지하는 복수의 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 배터리 관리 및 제어 모듈은 상기 배터리 셀의 온도에 기초하여 상기 배터리 셀 간의 충전을 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  16. 제 1 항에 있어서, 각각의 배터리 셀은 2개의 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  17. 제 16 항에 있어서, 각각의 단자는 단자 통합 보드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 각각의 단자는 단자 통합 보드 상의 대응 슬롯을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 단자 통합 보드는 상기 배터리 관리 및 제어 모듈에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 헤어 드라이어.
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