KR20210056166A - Carbon fiber heating mat - Google Patents

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KR20210056166A KR1020190142947A KR20190142947A KR20210056166A KR 20210056166 A KR20210056166 A KR 20210056166A KR 1020190142947 A KR1020190142947 A KR 1020190142947A KR 20190142947 A KR20190142947 A KR 20190142947A KR 20210056166 A KR20210056166 A KR 20210056166A
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Abstract

The present invention relates to a carbon heating mat capable of improving a power saving effect and improving a convenience of a user. The carbon heating mat according to an embodiment of the present invention comprises: a heating part having a plurality of unit heating units including a plurality of electrodes, a carbon yarn connecting to the plurality of electrodes, and a cover formed on an upper part and a lower part of the plurality of electrodes and the carbon yarn; a decompression part formed in each of the unit heating units to generate decompression data; a temperature adjustment part that adjusts a temperature of the heating part based on the decompression data generated by the decompression part; and a power supply part that supplies power to the heating part.

Description

탄소 온열매트{Carbon fiber heating mat}Carbon fiber heating mat

본 발명은 절전 효과를 향상시키고 사용자의 편의성을 개선할 수 있는 탄소 온열매트에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon heating mat that can improve the power saving effect and improve user convenience.

이 부분에 기재된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공하는 것일 뿐, 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the embodiments of the present invention, and does not constitute the prior art.

일반적으로, 전기장판, 전기담요, 찜질팩과 같은 전열기의 열원으로 사용되는 발열선은 최초에 저항값이 높아 자체에서 발열하는 동선 등과 같은 금속선으로 사용되었으나, 사용중 접히게 되면 쉽게 손상되거나 파단 되고 장기간 사용시 산화로 저항치가 불안정해지고 자장의 크기가 증가되어 인체에 유해한 전자파를 다량으로 발생하는 문제점을 갖고 있었다.In general, heating wires used as heat sources of electric heaters such as electric blankets, electric blankets, and poultice packs were initially used as metal wires such as copper wires that generate heat by themselves due to high resistance values. The furnace resistance becomes unstable and the magnitude of the magnetic field increases, causing a problem of generating a large amount of harmful electromagnetic waves to the human body.

이에 따라, 최근에는 탄소사 또는 섬유나 필름의 표면에 침전이나 인쇄방식으로 탄소를 코팅한 선재와 내열섬유를 위사와 경사로 하여 제직 구성한 면상 발열층가 널리 적용되고 있다. 이러한, 면상 발열층는 제직된 면상체에 전원선인 동선을 양측에 구비하고 이 양측 전원선을 통해 전류를 공급하게 되면 탄소사나 탄소분말에서 발생하는 저항치에 의하여 발열작용이 수행된다.Accordingly, recently, a planar heating layer composed of a wire rod coated with carbon by a precipitation or printing method on the surface of a carbon yarn or fiber or film and a heat-resistant fiber as a weft yarn and warp has been widely applied. In the planar heating layer, when copper wires, which are power lines, are provided on both sides of the woven planar body, and current is supplied through the power lines at both sides, a heat generating action is performed by resistance values generated from carbon sand or carbon powder.

본 명세서에서는 이러한 면상 발열층를 이용한 탄소 온열매트의 절전 효과를 향상시키고 사용자의 편의성을 개선할 수 있는 방안에 대해 개시한다. In the present specification, a method of improving the power saving effect of the carbon heating mat using such a planar heating layer and improving user convenience is disclosed.

한국등록특허 10-1086830호 (직류전원을 이용한 온열매트)Korean Patent Registration No. 10-1086830 (heating mat using DC power)

본 발명은 절전 효과를 향상시키고 사용자의 편의성을 개선할 수 있는 탄소 온열매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a carbon heating mat that can improve the power saving effect and improve user convenience.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트는,The carbon heating mat according to the embodiment of the present invention,

복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극을 연결하는 탄소사와, 상기 복수개의 전극과 상기 탄소사의 상부와 하부에 형성되는 커버를 포함하는 단위 발열유닛이 복수개로 구비되는 발열부; 상기 단위 발열유닛 각각에 형성되어 감압 데이터를 생성하는 감압부; 상기 감압부에 의해 생성된 감압 데이터를 기반으로 상기 발열부의 온도를 조절하는 온도 조절부; 및, 상기 발열부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함한다.A heating unit having a plurality of unit heating units including a plurality of electrodes, carbon yarns connecting the plurality of electrodes, and covers formed on and under the plurality of electrodes and the carbon yarns; A decompression unit formed in each of the unit heating units to generate decompression data; A temperature controller that adjusts the temperature of the heating unit based on the decompression data generated by the decompression unit; And a power supply unit for supplying power to the heating unit.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 단위 발열유닛은, 하부 커버와, 상기 하부 커버 상에 형성되는 발열층와, 상기 발열체 상에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되는 상부 커버를 포함할 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, the unit heating unit includes: a lower cover, a heating layer formed on the lower cover, an insulating layer formed on the heating element, and an insulating layer formed on the insulating layer. It may include a top cover.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 단위 발열유닛은, 하부 커버와, 상기 하부 커버 상에 형성되는 단열층과, 상기 단열층 상에 형성되는 발열층과, 상기 발열층 상에 형성되는 다공층과, 상기 다공층 상에 형성되는 상부 커버를 포함할 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, the unit heating unit includes a lower cover, an insulating layer formed on the lower cover, a heating layer formed on the insulating layer, and a heating layer formed on the heating layer. It may include a porous layer and an upper cover formed on the porous layer.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 온도 조절부는, 상기 감압 데이터를 수 개의 범위로 분류하여 복수의 압력 레벨을 규정하고, 각각의 압력 레벨에 대응하는 온도 범위가 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 저장될 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, the temperature controller classifies the decompression data into several ranges to define a plurality of pressure levels, and a temperature range corresponding to each pressure level is a look-up table. It can be stored in a (look-up table) format.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 단위 발열유닛 내에 마련되는 배터리이며, 상기 온도 조절부는 상기 단위 발열유닛 내에 마련되는 마이콤일 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, the power supply unit may be a battery provided in the unit heating unit, and the temperature control unit may be a microcomputer provided in the unit heating unit.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 전원 공급부는 차량에 구비되는 차량용 배터리이며, 상기 온도 조절부는 설정 전압을 입력하는 입력 수단을 구비하며, 차량 배터리로부터 공급되는 전압의 크기가 설정 전압에 이르면, 상기 차량용 배터리의 전원 공급을 차단할 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, the power supply unit is a vehicle battery provided in the vehicle, the temperature control unit includes an input means for inputting a set voltage, and the magnitude of the voltage supplied from the vehicle battery is set. When the voltage is reached, the power supply of the vehicle battery may be cut off.

본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트에 있어서, 상기 발열부와 이격된 상부 공간에 설치되는 PIR 센서부를 더 포함하며, 상기 PIR 센서부는, 인체에서 방출되는 적외선을 감지하여 인체의 존재 여부를 판단하는 PIR 센서 모듈과, 상기 PIR 센서 모듈에 의해 인체가 존재 여부가 감지된 경우, 감지 정보를 상기 온도 조절부로 전송하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.In the carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, further comprising a PIR sensor unit installed in an upper space spaced apart from the heating unit, wherein the PIR sensor unit detects infrared rays emitted from the human body to determine the presence of the human body And a communication module that transmits sensing information to the temperature controller when the presence or absence of a human body is detected by the PIR sensor module.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments according to various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology can have the following effects. However, since it does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, it should not be understood that the scope of the rights of the disclosed technology is limited thereby.

본 발명의 실시예들에 따른 탄소 온열매트에 의하면, 각각의 단위 발열유닛으로 압력 센서에 의해 감지된 영역 및 감지된 압력 만큼만 전원을 공급하여 전체적으로 크게 향상된 절전 효과를 가져올 수 있다. 또한, 작은 전압의 전원으로도 원하는 온도로 난방할 수 있는 효과가 있다. 또한, PIR 센서 모듈의 감지 정보에 따라 온도 조절부가 발열부의 동작을 제어하므로, 사용자가 직접 온열매트의 스위치를 온/오프하지 않고도 자동으로 온열매트를 온/오프할 수 있으며, 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the carbon heating mat according to the embodiments of the present invention, power can be supplied to each unit heating unit only as much as the area sensed by the pressure sensor and the pressure sensed, resulting in an overall greatly improved power saving effect. In addition, there is an effect of being able to heat to a desired temperature even with a power source of a small voltage. In addition, since the temperature controller controls the operation of the heating unit according to the detection information of the PIR sensor module, the user can automatically turn on/off the heating mat without directly switching on/off the heating mat, and unnecessary power is wasted. There is an effect that can prevent it from becoming.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트가 도시된 평면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트를 구성하는 단위 발열유닛이 도시된 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트를 구성하는 단위 발열유닛의 단면이 도시된 단면도이다.
도 6은 단위 발열유닛의 다른 실시예가 도시된 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트가 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트의 온도 조절부와 PIR 센서부의 구성이 도시된 도면이다. 1 is a plan view showing a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are plan views illustrating a unit heating unit constituting a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are cross-sectional views illustrating a unit heating unit constituting a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing another embodiment of the unit heating unit.
7 is a view showing a carbon heating mat according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a configuration of a temperature control unit and a PIR sensor unit of a carbon heating mat according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations may be applied and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탄소 온열매트를 설명한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance. Hereinafter, a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트가 도시된 평면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트를 구성하는 단위 발열유닛이 도시된 평면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트를 구성하는 단위 발열유닛의 단면이 도시된 단면도이다.1 is a plan view illustrating a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plan view illustrating a unit heating unit constituting a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 and 5 are cross-sectional views illustrating a unit heating unit constituting a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 온열매트는, 발열부(100)와 감압부(200)와 온도 조절부(300)와 전원 공급부(400)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a carbon heating mat according to an embodiment of the present invention includes a heating unit 100, a decompression unit 200, a temperature control unit 300, and a power supply unit 400.

발열부(100)는 복수개의 단위 발열유닛(110)으로 이루어진다. 도 1에는 12개의 단위 발열유닛(110)으로 이루어진 발열부(100)가 예시되어 있다.The heating unit 100 includes a plurality of unit heating units 110. In FIG. 1, a heating unit 100 comprising 12 unit heating units 110 is illustrated.

도 2를 참조하면, 단위 발열유닛(110)은 한 쌍의 전극(111: 111a, 111b)과 한 쌍의 전극(111b)을 연결하는 탄소사(112)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 전극(111)에 인가된 전원에 의해 전류가 흐르면 탄소사(112)에서 열을 발생시킨다. 이때, 전원은 발열부(100) 외부에 마련된 전원 공급부(400)에서 공급되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 단위 발열유닛(110) 내에 독립적으로 마련된 배터리(113)에 의해 공급될 수 있다. 배터리(113)는 12V 직류 전원 또는 스마트폰용 5V 보조 배터리일 수 있다.Referring to FIG. 2, the unit heating unit 110 may include a carbon yarn 112 connecting a pair of electrodes 111 (111a, 111b) and a pair of electrodes 111b. When a current flows by the power applied to the pair of electrodes 111, the carbon yarn 112 generates heat. In this case, the power may be supplied from a power supply unit 400 provided outside the heating unit 100, or may be supplied by a battery 113 independently provided in each unit heating unit 110 as shown in FIG. 3. have. The battery 113 may be a 12V DC power supply or a 5V auxiliary battery for a smartphone.

탄소사(112)는 복사열 방식으로 열을 발생시킨다. 금속 코일에 의한 발열은 전자파와 자기장을 발생시켜서 인체에 해로운 반면, 탄소사(112)에 의한 복사열 방식은 인체에 해로운 전자파와 자기장이 발생되지 않으며 오히려 인체에 이로운 원적외선 및 음이온을 방출시킨다.The carbon yarn 112 generates heat in a radiant heat method. The heat generated by the metal coil is harmful to the human body by generating electromagnetic waves and magnetic fields, whereas the radiant heat method by the carbon yarn 112 does not generate electromagnetic waves and magnetic fields harmful to the human body, but rather emits far-infrared rays and negative ions that are beneficial to the human body.

감압부(200)는 압력 센서 또는 압전 소자 등으로 이루어질 수 있다. 감압부(200)는 단위 발열유닛(110)에 각각 형성되며 사용자의 신체 부분에 의한 압력을 감지하여 감압 데이터를 생성한다. 단위 발열유닛(110)에 각각 형성된 복수개의 감압부(200)에 의해 생성된 복수개의 감압 데이터는 온도 조절부(300)로 전송된다. The pressure reducing unit 200 may be formed of a pressure sensor or a piezoelectric element. Each of the decompression units 200 is formed in the unit heating unit 110 and generates decompression data by sensing a pressure by a user's body part. A plurality of decompression data generated by the plurality of decompression units 200 respectively formed in the unit heating unit 110 is transmitted to the temperature control unit 300.

온도 조절부(300)는 복수개의 감압 데이터를 기초로 사용자의 신체와 접촉하는 각 부위의 개별 압력을 파악하고, 각 부위의 온도를 조절한다. 즉, 사용자 신체와의 접촉 회수 또는 접촉 시간을 기준으로 발열 레벨을 단계화하여, 단위 발열유닛(110) 각각에 대한 전원 공급량을 개별적으로 제어한다.The temperature controller 300 grasps the individual pressure of each portion in contact with the user's body based on a plurality of decompression data and adjusts the temperature of each portion. That is, the heating level is stepped based on the number of contact times or contact time with the user's body, and the amount of power supplied to each of the unit heating units 110 is individually controlled.

온도 조절부(300)는 감압 데이터를 수 개의 범위로 분류하여 복수의 압력 레벨을 규정할 수 있다. 온도 조절부(300)에는 각각의 압력 레벨에 대응하는 온도 범위가 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 저장될 수 있다.The temperature controller 300 may classify the decompression data into several ranges to define a plurality of pressure levels. The temperature control unit 300 may store a temperature range corresponding to each pressure level in a look-up table format.

전원 공급부(400)는 발열부(100)에 전원을 공급한다. 온도 조절부(300)는 감압 데이터를 기초로 산출된 압력 레벨에 대응하는 온도 범위가 되도록 전원 공급부(400)의 전원 공급량을 제어한다. The power supply unit 400 supplies power to the heating unit 100. The temperature control unit 300 controls the amount of power supplied by the power supply unit 400 to become a temperature range corresponding to the pressure level calculated based on the decompression data.

한편, 단위 발열유닛(110) 각각에 독립적으로 배터리(113)가 마련되는 경우, 단위 발열유닛(110) 내에 감압 데이터를 수신하여 발열 레벨을 제어하는 마이콤(114)이 배치될 수 있으며, 이 마이콤(114)이 온도 조절부(300)의 기능을 수행하고, 배터리(113)는 전원 공급부(400)의 기능을 수행한다.On the other hand, when the battery 113 is independently provided for each of the unit heating units 110, a microcomputer 114 that receives decompression data and controls the heating level may be disposed in the unit heating unit 110. 114 performs the function of the temperature control unit 300, the battery 113 performs the function of the power supply unit 400.

한편, 본 발명의 탄소 온열매트는 캠핑용 차량에 사용될 수 있는데, 이 경우, 차량의 배터리가 전원 공급부(400) 기능을 수행할 수 있다. 사용자는 온열매트의 전원 케이블을 차량의 배터리와 연결된 차량용 시거잭에 삽입하여 필요한 전원을 공급 받을 수 있다. 이때, 매트에서 과도하게 전원을 공급받으면 차량의 배터리가 방전되어 차량 운행이 지장 받을 우려가 있다. 이에, 본 발명에서는 온도 조절부(300)에 설정 전압을 입력하는 입력 수단을 구비하며, 차량 배터리로부터 공급되는 전압의 크기가 설정 전압에 이르면, 전원 공급을 차단하도록 한다. 예를 들어, 사용자가 10V로 전압을 설정하고 시간이 지남에 따라 차량 배터리로부터 공급되는 전압의 크기가 점점 작아지면서 10V에 이르게 되면 온도 조절부(300)는 차량 배터리의 전원 공급을 차단하여 차량 배터리가 방전되는 것을 방지한다. 추가적으로, 온도 조절부(300)는 매트에서 차량의 배터리 쪽으로 전류가 역류하는 것을 방지하는 역류 차단 수단이 형성될 수 있다.Meanwhile, the carbon heating mat of the present invention may be used in a camping vehicle. In this case, the battery of the vehicle may perform the function of the power supply unit 400. The user can receive the necessary power by inserting the power cable of the heating mat into the vehicle cigar jack connected to the vehicle battery. At this time, if excessive power is supplied from the mat, the battery of the vehicle is discharged and there is a fear that vehicle operation may be hindered. Accordingly, in the present invention, an input means for inputting a set voltage to the temperature control unit 300 is provided, and when the level of the voltage supplied from the vehicle battery reaches the set voltage, the power supply is cut off. For example, if the user sets the voltage to 10V and the voltage supplied from the vehicle battery gradually decreases over time and reaches 10V, the temperature control unit 300 cuts off the power supply of the vehicle battery. Prevents from being discharged. Additionally, the temperature control unit 300 may be provided with a reverse flow blocking means for preventing reverse flow of current from the mat to the battery of the vehicle.

도 4를 참조하면, 단위 발열유닛(110)은 하부 커버(1101), 발열층(1102), 절연층(1103), 상부 커버(1104)를 포함할 수 있다. 절연층(1103)과 상부 커버(1104) 사이에는 감압부(200)를 구성하는 압력 센서가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the unit heating unit 110 may include a lower cover 1101, a heating layer 1102, an insulating layer 1103, and an upper cover 1104. A pressure sensor constituting the pressure reducing unit 200 may be formed between the insulating layer 1103 and the upper cover 1104.

하부 커버(1101)와 상부 커버(1104)는 내부에 배치된 발열층(1102) 등을 보호하면서 인체와 접촉되는 부분으로, 각종 침구에 사용되는 시트 재질로 형성된다. 발열층(1102)는 복수개의 전극(111)과, 전극(111) 사이를 연결하는 탄소사(112)로 구성된다. 절연층(1103)은 발열층(1102)와 압력 센서와의 전기적인 절연을 위해 마련된다.The lower cover 1101 and the upper cover 1104 are portions that are in contact with the human body while protecting the heating layer 1102 disposed therein, and are formed of sheet materials used for various bedding. The heating layer 1102 is composed of a plurality of electrodes 111 and a carbon yarn 112 connecting the electrodes 111. The insulating layer 1103 is provided for electrical insulation between the heating layer 1102 and the pressure sensor.

한편, 도 5를 참조하면, 단위 발열유닛(110)은 하부 커버(1101), 발열층(1102), 상부 커버(1104), 단열층(1105), 다공층(1106)을 포함할 수 있다. 다공층(1106)과 상부 커버(1104) 사이에는 감압부(200)를 구성하는 압력 센서가 형성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5, the unit heating unit 110 may include a lower cover 1101, a heating layer 1102, an upper cover 1104, an insulating layer 1105, and a porous layer 1106. A pressure sensor constituting the depressurization unit 200 may be formed between the porous layer 1106 and the upper cover 1104.

단열층(1105)은 발열층(1102)의 열이 하부 커버(1101)로 전달되는 것을 차단하여 열효율을 향상시킬 수 있다. 다공층(1106)은 섬유나 세립(細粒) 등의 틈새나 발포 재료 내부의 기포가 서로 연속하고 있는 재료로 이루어질 수 있다. 다공층(1106)은 발열층(1102)와 압력 센서와의 전기적인 절연을 수행하면서, 발열층(1102)에서 생성된 열이 복사 대류할 수 있는 공간을 제공하고 열의 체류 시간을 증가시켜서 단위 발열유닛(110)의 열 효율을 향상시킬 수 있다.The heat insulating layer 1105 may improve thermal efficiency by blocking heat from the heating layer 1102 from being transferred to the lower cover 1101. The porous layer 1106 may be made of a material in which gaps such as fibers or fine grains or bubbles inside the foam material are continuous with each other. The porous layer 1106 provides a space for radiative convection of the heat generated in the heating layer 1102 while performing electrical insulation between the heating layer 1102 and the pressure sensor, and increasing the residence time of heat to generate unit heat. The thermal efficiency of the unit 110 may be improved.

다음, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 단위 발열유닛(110)의 다른 실시예를 설명한다.Next, another embodiment of the unit heating unit 110 applicable to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6을 참조하면, 단위 발열유닛(110)은 복수개의 전극(111: 111a ~ 111d)과 복수개의 전극(111)을 연결하는 탄소사(112)를 포함할 수 있다. 대향하는 2개의 전극(111a와 111b, 111c와 111d)이 한 조의 전극쌍을 형성할 수 있다. 도 3은 2개 조의 전극쌍을 예시하고 있으며, 두 전극쌍은 전원 공급부(400, 배터리(113)로 예시함, 이하 배터리)와 병렬로 연결된다. 이와 같은 구조에서 1조의 전극쌍(111a와 111b)은 제1 발열영역을 형성하고, 나머지 전극쌍(111c와 111d)은 제2 발열영역을 형성한다.Referring to FIG. 6, the unit heating unit 110 may include a carbon yarn 112 connecting the plurality of electrodes 111: 111a to 111d and the plurality of electrodes 111. Two opposing electrodes 111a and 111b, 111c and 111d may form a pair of electrodes. 3 illustrates two sets of electrode pairs, and the two electrode pairs are connected in parallel with the power supply unit 400 (hereinafter, referred to as the battery 113, hereinafter referred to as the battery). In this structure, one pair of electrode pairs 111a and 111b forms a first heating region, and the remaining electrode pairs 111c and 111d form a second heating region.

온도 조절부(300, 마이콤(114)으로 예시함, 이하 마이콤)는 제1 발열영역과 제2 발열영역에 시간차를 두고 교대로 전원이 공급되도록 배터리(113)를 선택적으로 스위칭 제어한다. 마이콤(114)은 두 발열영역에 동시에 전원을 공급하지 않고 시차(예컨대 5초, 10초, 20초, 30초 등)를 두고 교대로 전원이 공급되도록 제어한다. 이에 따라, 큰 전류를 흘려보내지 않고도 원하는 발열효과를 얻을 수 있게 된다.The temperature control unit 300 (hereinafter referred to as “MICOM 114”, hereinafter referred to as “MICOM”) selectively switches and controls the battery 113 so that power is alternately supplied to the first heating region and the second heating region with a time difference. The microcomputer 114 controls the power to be supplied alternately with a time difference (eg, 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, etc.) without simultaneously supplying power to the two heating regions. Accordingly, it is possible to obtain a desired heating effect without passing a large current.

병렬로 연결된 발열영역으로 인해 단위 발열유닛의 전체 저항이 병렬 연결되어 각 저항에서 원하는 발열을 기대하기 위해서는 큰 전류를 흘려보내야 한다. 이것은 그만큼 전원부가 커져야 한다는 것을 의미한다. 그러나, 제품을 제대로 구현하기 위해서는 전원부가 너무 커지기 때문에 구현 자체가 거의 불가능하고 설사 가능하다고 하더라도 경제성이 없고 부피가 커서 보관 및 사용에 불편하다는 문제가 생긴다. 본 발명에서는 입력단자를 병렬로 배치했을 때 생길 수 있는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 6과 같은 구조로 작은 DC 전원으로 다수 개의 발열영역을 가진 단위 발열유닛(110)을 구동할 수 있게 한다.Due to the heating area connected in parallel, the total resistance of the unit heating unit is connected in parallel, so that a large current must be passed in order to expect the desired heat generation from each resistance. This means that the power supply needs to be larger. However, in order to properly implement a product, it is almost impossible to implement it because the power supply unit becomes too large, and even if it is possible, it is not economical and is bulky, causing a problem that it is inconvenient to store and use. In the present invention, in order to solve this problem that may occur when the input terminals are arranged in parallel, the unit heating unit 110 having a plurality of heating regions can be driven with a small DC power source with a structure as shown in FIG. 6.

배터리(113)는 각 발열영역에 전원공급을 스위칭할 수 있도록 구성되어, 시차별로 각 발열영역의 입력전극에 시간을 두고 순차적으로 전류를 흘리면 각각에 전류를 흘리는 동안에 탄소사(112)가 발열하고 그 열을 축적한다.The battery 113 is configured to switch the power supply to each heating region, and when current is sequentially passed to the input electrode of each heating region for each time difference, the carbon yarn 112 generates heat while the current is flowing to each of the heating regions. Accumulates that heat.

예를 들어, 도 6에서는 입력전극(111a, 111c)이 2개 배치된 구조이므로, 비록 각 발열영역을 형성하는 탄소사(112)에 전류가 흐르는 시간은 전체 시간 대비 1/2이지만 전류가 흐르지 않는 시간 동안 탄소사(112)의 열이 바로 식는 것이 아니므로 서서히 단위 발열유닛(110)의 온도를 설정 온도만큼 올릴 수 있게 된다. 물론, 계속 전원을 공급하는 구조에 비해서는 원하는 설정온도만큼 올리는데 시간이 더 소요될 수 있으나, 온열매트의 특성상 설정온도에의 도달시간 지연은 수용할 수 있는 부분이 될 수 있다.For example, in FIG. 6, since two input electrodes 111a and 111c are arranged, the current flowing through the carbon yarn 112 forming each heating region is 1/2 of the total time, but the current does not flow. Since the heat of the carbon yarn 112 does not cool down immediately during a period of time, it is possible to gradually raise the temperature of the unit heating unit 110 by a set temperature. Of course, it may take more time to raise the temperature to a desired set temperature compared to a structure in which power is continuously supplied, but the delay in reaching the set temperature may be an acceptable part due to the characteristics of the heating mat.

다음, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트를 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트가 도시된 도면이다, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트의 온도 조절부와 PIR 센서부의 구성이 도시된 도면이다.Next, a carbon heating mat according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 is a view showing a carbon heating mat according to another embodiment of the present invention, Figure 8 is a view showing the configuration of a temperature control unit and a PIR sensor unit of the carbon heating mat according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 온열매트는, 발열부(100)와 감압부(200)와 온도 조절부(300)와 전원 공급부(400)와 PIR 센서부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the carbon heating mat according to another embodiment of the present invention includes a heating unit 100, a depressurization unit 200, a temperature control unit 300, a power supply unit 400, and a PIR sensor unit ( 500).

발열부(100)와 감압부(200)와 온도 조절부(300)와 전원 공급부(400)는 전술한 일 실시예와 실질적으로 동일하므로 반복 설명은 생략한다.Since the heating unit 100, the decompression unit 200, the temperature control unit 300, and the power supply unit 400 are substantially the same as those of the above-described exemplary embodiment, repeated descriptions are omitted.

도 8을 참조하면, PIR 센서부(500)는 PIR 센서 모듈(510)과 통신 모듈(520)을 포함하며, 발열부(100)와 이격된 상부 공간에 설치된다. 일반 가정인 경우 상부 공간은 천장을 의미할 수 있고, 캠핑용 차량인 경우 상부 공간은 차량의 상부 하우징(일명, 루프)일 수 있다.Referring to FIG. 8, the PIR sensor unit 500 includes a PIR sensor module 510 and a communication module 520, and is installed in an upper space spaced apart from the heating unit 100. In the case of a general home, the upper space may mean a ceiling, and in the case of a camping vehicle, the upper space may be an upper housing (aka roof) of the vehicle.

PIR 센서 모듈(510)은 PIR 센서(Passive Infrared Sensor)를 포함한다. PIR 센서는 수동 적외선 센서로 적외선을 통해 사람의 움직임을 감지하는 센서이다. 감지 각도 범위 안에 적외선의 변화가 있으며 High(1) 신호를, 없으면 Low(0) 값을 출력한다.The PIR sensor module 510 includes a PIR sensor (Passive Infrared Sensor). The PIR sensor is a passive infrared sensor that detects human movement through infrared light. There is a change in infrared rays within the range of the sensing angle and outputs a High (1) signal, and if there is no, a Low (0) value is output.

한편, 사람의 인체에서는 약 7~14㎛ 정도의 긴 파장을 가진 적외선이 방출되며, PIR 센서 모듈(510)은 이러한 인체의 적외선을 감지하여 인체의 존재 여부를 판단한다.Meanwhile, infrared rays having a long wavelength of about 7 to 14 μm are emitted from the human body, and the PIR sensor module 510 detects the infrared rays of the human body to determine whether the human body exists.

PIR 센서 모듈(510)에 의해 인체가 존재 여부가 감지된 경우, 감지 정보는 통신 모듈(520)을 통해 온도 조절부(300)로 전송된다. 온도 조절부(300)는 통신 모듈(310)을 구비하여 PIR 센서부(500)에서 전송되는 감지 정보를 수신할 수 있다. 감지 정보를 수신한 온도 조절부(300)는 전원 공급부(400)의 온(on)/오프(off)를 제어하여 자동으로 발열부(100)의 동작을 제어할 수 있다. When the presence of a human body is detected by the PIR sensor module 510, the detection information is transmitted to the temperature controller 300 through the communication module 520. The temperature control unit 300 may include a communication module 310 to receive sensing information transmitted from the PIR sensor unit 500. The temperature control unit 300 receiving the sensing information may automatically control the operation of the heating unit 100 by controlling on/off of the power supply unit 400.

즉, 사람이 없는 상태에서 사람이 접근하면 PIR 센서 모듈(510)이 이를 감지하여 감지 정보를 온도 조절부(300)로 전송하고, 이를 수신한 온도 조절부(300)는 전원 공급부(400)를 온(on)시켜서 발열부(100)의 동작을 개시하여 온열매트가 난방되도록 한다. That is, when a person approaches in the absence of a person, the PIR sensor module 510 detects this and transmits the detection information to the temperature control unit 300, and the temperature control unit 300 receiving this detects the power supply unit 400 It is turned on to start the operation of the heating unit 100 so that the heating mat is heated.

한편, 사람이 있는 상태에서 사람이 온열매트 주변을 떠나는 경우, PIR 센서 모듈(510)이 이를 감지하여 감지 정보를 온도 조절부(300)로 전송하고, 이를 수신한 온도 조절부(300)는 전원 공급부(400)를 오프(off)시켜서 발열부(100)의 동작이 정지되도록 하여 온열매트가 난방이 중지되도록 한다. Meanwhile, when a person leaves the area around the heating mat in the presence of a person, the PIR sensor module 510 senses this and transmits the detection information to the temperature control unit 300, and the temperature control unit 300 receiving the The supply unit 400 is turned off to stop the operation of the heating unit 100 so that the heating mat stops heating.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 탄소 온열매트에 의하면, 각각의 단위 발열유닛으로 압력 센서에 의해 감지된 영역 및 감지된 압력 만큼만 전원을 공급하여 전체적으로 크게 향상된 절전 효과를 가져올 수 있다. 또한, 작은 전압의 전원으로도 원하는 온도로 난방할 수 있는 효과가 있다. 또한, PIR 센서 모듈의 감지 정보에 따라 온도 조절부가 발열부의 동작을 제어하므로, 사용자가 직접 온열매트의 스위치를 온/오프하지 않고도 자동으로 온열매트를 온/오프할 수 있으며, 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the carbon heating mat according to the embodiments of the present invention as described above, power can be supplied to each unit heating unit only as much as the area sensed by the pressure sensor and the pressure sensed, resulting in an overall greatly improved power saving effect. In addition, there is an effect of being able to heat to a desired temperature even with a power source of a small voltage. In addition, since the temperature controller controls the operation of the heating unit according to the detection information of the PIR sensor module, the user can automatically turn on/off the heating mat without directly switching on/off the heating mat, and unnecessary power is wasted. There is an effect that can prevent it from becoming.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, embodiments of the present invention have been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by means of the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.

100 : 발열부 110 : 단위 발열유닛
111 : 전극 112 : 탄소사
113 : 배터리 114 : 마이콤
200 : 감압부 300 : 온도 조절부
400 : 전원 공급부 500 : PIR 센서부100: heating unit 110: unit heating unit
111: electrode 112: carbon yarn
113: battery 114: mycom
200: decompression unit 300: temperature control unit
400: power supply unit 500: PIR sensor unit

Claims (7)

복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극을 연결하는 탄소사와, 상기 복수개의 전극과 상기 탄소사의 상부와 하부에 형성되는 커버를 포함하는 단위 발열유닛이 복수개로 구비되는 발열부;
상기 단위 발열유닛 각각에 형성되어 감압 데이터를 생성하는 감압부;
상기 감압부에 의해 생성된 감압 데이터를 기반으로 상기 발열부의 온도를 조절하는 온도 조절부;
상기 발열부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
A heating unit having a plurality of unit heating units including a plurality of electrodes, carbon yarns connecting the plurality of electrodes, and covers formed above and below the plurality of electrodes and the carbon yarns;
A decompression unit formed in each of the unit heating units to generate decompression data;
A temperature controller that adjusts the temperature of the heating unit based on the decompression data generated by the decompression unit;
A power supply unit supplying power to the heating unit;
Carbon heating mat comprising a.
 청구항 1에 있어서, 상기 단위 발열유닛은,
하부 커버와, 상기 하부 커버 상에 형성되는 발열층와, 상기 발열체 상에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되는 상부 커버
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
The method according to claim 1, wherein the unit heating unit,
A lower cover, a heating layer formed on the lower cover, an insulating layer formed on the heating element, and an upper cover formed on the insulating layer
Carbon heating mat comprising a.
 청구항 1에 있어서, 상기 단위 발열유닛은,
하부 커버와, 상기 하부 커버 상에 형성되는 단열층과, 상기 단열층 상에 형성되는 발열층과, 상기 발열층 상에 형성되는 다공층과, 상기 다공층 상에 형성되는 상부 커버
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
The method according to claim 1, wherein the unit heating unit,
A lower cover, an insulating layer formed on the lower cover, a heating layer formed on the insulating layer, a porous layer formed on the heating layer, and an upper cover formed on the porous layer
Carbon heating mat comprising a.
 청구항 1에 있어서, 상기 온도 조절부는,
상기 감압 데이터를 수 개의 범위로 분류하여 복수의 압력 레벨을 규정하고, 각각의 압력 레벨에 대응하는 온도 범위가 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 저장되는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
The method according to claim 1, wherein the temperature control unit,
The decompression data is classified into several ranges to define a plurality of pressure levels, and a temperature range corresponding to each pressure level is stored in a look-up table format.
 청구항 1에 있어서,
상기 전원 공급부는 상기 단위 발열유닛 내에 마련되는 배터리이며,
상기 온도 조절부는 상기 단위 발열유닛 내에 마련되는 마이콤인 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
The method according to claim 1,
The power supply unit is a battery provided in the unit heating unit,
The temperature control unit is a carbon heating mat, characterized in that the microcomputer provided in the unit heating unit.
 청구항 1에 있어서,
상기 전원 공급부는 차량에 구비되는 차량용 배터리이며,
상기 온도 조절부는 설정 전압을 입력하는 입력 수단을 구비하며, 차량 배터리로부터 공급되는 전압의 크기가 설정 전압에 이르면, 상기 차량용 배터리의 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.
The method according to claim 1,
The power supply unit is a vehicle battery provided in the vehicle,
The temperature control unit includes an input means for inputting a set voltage, and when the level of the voltage supplied from the vehicle battery reaches the set voltage, it cuts off the power supply of the vehicle battery.
 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열부와 이격된 상부 공간에 설치되는 PIR 센서부를 더 포함하며, 상기 PIR 센서부는,
인체에서 방출되는 적외선을 감지하여 인체의 존재 여부를 판단하는 PIR 센서 모듈과,
상기 PIR 센서 모듈에 의해 인체가 존재 여부가 감지된 경우, 감지 정보를 상기 온도 조절부로 전송하는 통신 모듈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 온열매트.The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a PIR sensor unit installed in the upper space spaced apart from the heating unit, the PIR sensor unit,
A PIR sensor module that detects infrared rays emitted from the human body to determine the presence or absence of the human body,
Communication module for transmitting detection information to the temperature controller when the presence of a human body is detected by the PIR sensor module
Carbon heating mat comprising a.
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