WO2014058227A1 - 롤링 스토브 - Google Patents

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WO2014058227A1
WO2014058227A1 PCT/KR2013/009019 KR2013009019W WO2014058227A1 WO 2014058227 A1 WO2014058227 A1 WO 2014058227A1 KR 2013009019 W KR2013009019 W KR 2013009019W WO 2014058227 A1 WO2014058227 A1 WO 2014058227A1
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WO
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planar heating
rolling
unit
power supply
carbon layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/009019
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English (en)
French (fr)
Inventor
조득현
김인봉
Original Assignee
주식회사 이상기술
주식회사 이상소프트
조무성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이상기술, 주식회사 이상소프트, 조무성 filed Critical 주식회사 이상기술
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
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    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Definitions

  • the present invention relates to a rolling stove, and more particularly, to a high efficiency far-infrared rolling stove using a planar heating element.
  • the planar heating element refers to a heating element in the form of a thin sheet or board that generates radiant heat by electric conduction.
  • a heat generating source of the planar heating element a coil heating line or carbon fiber yarn is used.
  • planar heating element that uses carbon fiber yarn as a heat generating source generates heat by far-infrared radiation, so it does not pollute the air and is environmentally friendly and there is no risk of noise or fire, so it is good to use indoors in offices. . Therefore, recently, a thermal mat, a thermal pad, a bed mattress, a thermal blanket, etc. using a planar heating element have been manufactured and spread.
  • planar heating element in the form of a mat or pad using carbon fiber yarn, and also has a disadvantage in that the manufacturing cost is low because the yield for the finished product having a desired performance is low.
  • the durability is low, the reliability is low and the life is not long.
  • An object of the present invention is to provide a high-efficiency rolling stove using a planar heating element having a structure that is easy to manufacture.
  • Another object of the present invention is to provide a rolling stove that is easy to use and excellent in safety using a planar heating element.
  • Still another object of the present invention is to provide a rolling stove using a planar heating element that can be easily carried.
  • a planar heating portion for generating heat in the form of far-infrared radiation by the power line connected to both ends of the plate-shaped heating element in accordance with the power supply;
  • a rolling driving unit coupled to one edge of the planar heating unit and installed to wind the planar heating unit in a roll form;
  • a power supply unit supplying power to the planar heating unit;
  • a mechanism part for accommodating the rolling driver and the power supply unit in an inner storage space of the housing or the case, and a mechanism portion supporting the planar heating portion when the planar heating portion is drawn out from the inner storage space.
  • the mechanism unit the base corresponding to the housing or case in which the planar heating portion and the rolling drive unit is accommodated;
  • a foldable support coupled to the base and supporting the planar heating portion when the planar heating portion is drawn out from the inner storage space of the base;
  • a cover that supports one side edge of the planar heating portion and covers the opening of the upper surface of the base when the planar heating portion is accommodated in the inner storage space of the base.
  • each of the foldable support the first arm one end is rotatably fixed to the base; A second arm whose one end is rotatably coupled to the other edge of the planar heating portion; And a hinge portion hinged to the other end of the first arm and the other end of the second arm, wherein each of the foldable support portions is disposed between the first arm and the second arm when the planar heating portion is unfolded to a normal height.
  • the first arm and the second arm are folded and received in the groove of the mechanism when the flat heat generating portion is erected in a straight line, and the planar heating portion is wound in a roll form and inserted into the mechanism portion.
  • the rolling driving unit may include a leaf spring that accumulates elastic restoring force when the planar heating portion wound in a roll form is rolled up.
  • planar heating portion is a heat generating portion made of carbon fiber, carbon film, coil, electrical conductor or a combination thereof; And a power line for supplying power to the heat generating unit.
  • planar heating portion the mesh main body of cotton; A carbon layer primarily coated on the mesh; A power line coupled to the carbon layer coated mesh; And an insulating layer coated on the carbon layer and the mesh body and the power line.
  • the carbon layer may include a first carbon layer including a first carbon material, and a second carbon layer including a second carbon material, the conductivity of the first carbon material being greater than that of the second carbon material, The temperature holding capacity of the second carbon material is greater than the temperature holding capacity of the first carbon material.
  • the apparatus may further include a control unit accommodated in the mechanism and controlling a heat generation temperature of the planar heating unit by controlling the power supply unit.
  • the apparatus may further include a temperature sensor coupled to the planar heating unit to detect a temperature of the planar heating unit and transmit the detected temperature to a controller.
  • the control unit may stop supplying power from the power supply unit when the temperature of the planar heating unit is greater than or equal to a first reference temperature, and when the temperature of the planar heating unit is less than or equal to a second reference temperature, power is supplied from the power supply unit to the planar heating unit. It can be controlled to be supplied.
  • the power supply unit may include battery power.
  • control unit is mounted on the mechanism, the motion sensor for detecting the movement of the object outside the mechanical unit and transmits the detected motion recognition information to the control unit, and the lighting state information detected and detected the lighting state of the place where the mechanical unit It may further comprise at least one of the illumination sensor to transmit to.
  • the mechanism may have a stand type, a blind type or a side wall attachment type base.
  • planar heating portion may be a first layer coated with urethane, a second layer formed by thermally bonding flame retardant yarns, and a third layer formed by insulating and thermally bonding urethane. Can be configured.
  • a positive power line is disposed to extend in a stripe shape having a predetermined thickness on one edge of the carbon layer, and the entire edge of the other carbon layer is provided.
  • a negative power line or a ground power line arranged to extend in a stripe shape having a predetermined thickness, and when the power supplied from the power supply unit is 110V, positive (+) at one edge and the other edge of the carbon layer
  • a power line may be provided, and a negative power line may be provided in a stripe shape having a predetermined thickness in the center of the carbon layer.
  • a high-efficiency rolling stove using a planar heating element having an easy structure. That is, a battery layer is formed on a cotton mesh and an insulating layer is formed on the carbon layer, or a structure in which the first carbon layer and the second carbon layer are disposed together in addition to such a structure extends or consumes battery life. It is possible to provide a high efficiency rolling stove that can reduce power.
  • the present invention it is possible to provide a rolling stove that is easy to use and excellent in safety using the planar heating element described above. That is, the device can be easily installed and used simply by removing the cover covering the opening of the base, and it is possible to provide a rolling stove of high comfort and high safety without risk of burns even when the body touches the heating part.
  • the rolling stove using the surface heating element which can be carried easily can be provided. That is, by employing a rolling drive unit which can wind the planar heating portion in the form of a roll, it is possible to provide a small rolling stove that can be easily carried.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of the main configuration of the rolling stove of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of one embodiment of a structure employable in the rolling stove of FIG.
  • FIG. 4 is a rear perspective view of the rolling stove of FIG. 3 viewed from the rear side.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic diagram of one embodiment of a planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic diagram of another embodiment of the planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram of a rolling stove according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a schematic diagram of yet another embodiment of the planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a schematic block diagram of the main configuration of the rolling stove of FIG.
  • the rolling stove 10 includes a planar heat generating unit 11, a rolling driving unit 12, a power supply unit 13, and a mechanism unit 14.
  • the planar heating portion 11 is a heating element provided with a plate-shaped heating portion and is a component that generates resistance heat by power lines connected to both ends of the heating element.
  • the planar heating part 11 may include a heating wire in the form of a coil, but is preferably a component that generates heat in a far-infrared radiation form through a heating element using carbon black such as carbon fiber or carbon film. That is, the planar heating portion 11 may be formed to include a heat generating portion made of carbon fiber, carbon film, coil, electrical conductor or a combination thereof well known in the art, and a power line for supplying power to the heating portion. It is more preferable to have the structure (see FIG. 7 or FIG. 8) of the planar heating element using the carbon black of the present invention described later in order to increase the performance and efficiency.
  • the planar heating portion 11 is another feature that is wound in the form of a roll on the rotation axis (not shown) of the rolling drive portion 12 by the rolling drive portion (12).
  • the rolling stove 10 may have a compact size.
  • the size of the rolling stove 10 may be a size corresponding to a front door, a window, and a blind, but may be implemented in a size enough to fit in a portable bag or a backpack.
  • Such portability is realized by a rolling driver as a feature of the present invention which is not found at all in the existing application using the planar heating element.
  • the rolling drive unit 12 will be described in detail the preferred structure of the following embodiments.
  • the power supply unit 13 is a component that supplies electricity to the planar heat generating unit 11.
  • the power supply 13 is preferably housed in the mechanism 14. That is, the power supply unit 13 is preferably housed in the mechanism unit 14 together with the rolling drive unit 12.
  • the power supply unit 13 rectifies or converts commercial power appropriately to supply the power to the planar heat generating unit 11 or the battery power such as a primary battery, a secondary battery appropriately to the planar heating unit 11
  • the configuration of such a power supply is already well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the mechanism part 14 is a component for accommodating the rolling drive part 12 and the power supply part 13 and supporting the planar heat generating part 11.
  • the mechanism part 14 may include a base 141 having an internal storage space. have.
  • the base 141 is a component corresponding to a so-called housing or case.
  • the mechanism part 14 may include a cover 142 that covers the opening of the upper surface 1411 of the base 141.
  • the cover 142 may correspond to a component supporting the one side edge of the planar heating portion 11.
  • the mechanism portion 14 has a rectangular bar shape of approximately short length. And when the cover part 142 is pulled out from the base 141, the mechanism part 14 has the planar heat-generating part 11 which the one end is connected to the inner surface of the cover 142 from the inside of the base 141 to the outside. Is made to extend.
  • a high-efficiency rolling stove that can be manufactured in a portable form because it is a heat generation method by far-infrared radiation, which does not burn the body and is safe and compact.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of one embodiment of a structure employable in the rolling stove of FIG. 4 is a rear perspective view of the rolling stove of FIG. 3 viewed from the rear side.
  • the rolling stove 10 includes a planar heating unit 11, a rolling driver, a power supply unit, and a mechanism unit.
  • the mechanism part has a base 141, a cover 142, and a pair of foldable support parts 143.
  • the pair of foldable support portions 143 are coupled to the base 141 and made to support the planar heating portion 11 on the base 141.
  • Each foldable support part 143 includes a first arm 1431, a second arm 1432, and a hinge part 1433.
  • the first arm 1431 has a thin rod shape and one end thereof is rotatably fixed to the base 141.
  • the second arm 1432 may be rotatably coupled to the cover 142 having a thin rod shape and having one end coupled to the other edge of the planar heat generating unit 11 or the other edge of the planar heat generating unit 11.
  • the hinge portion 1433 hinges the other end of the first arm 1431 and the other end of the second arm 1432.
  • the first arm (1431) and the second arm (1432) The hinge portion 1433 is erected in the form of a straight line between, when the planar heating portion 11 is inserted into the base 141 is wound in a roll form when the angle between the two hinge portions (1433) is narrowed in each direction
  • the hinge portion 1433 is folded, the first arm 1431 and the second arm 1432 are stacked to be received in the groove 144 of the base 141.
  • the two hinge portions 1433 are accommodated in the cutout portion 144a which is wider in the substantially center portion of the groove 144 described above.
  • the rolling driving part may be implemented to press the button 121 installed on the side of the base 141 to start the winding operation of the planar heating part 11.
  • the base 141 detects the movement of an object outside the base 141 and transmits the detected motion recognition information to the control unit.
  • an illumination sensor 18 for detecting an illumination state of a place where the base 141 or the rolling stove 10 is located and transmitting the detected illumination state information to the controller.
  • the operation display unit 19 for displaying the operating state of the rolling stove 10 with an illumination light such as a light emitting diode (LED) may be provided.
  • the operation indicator 19 may be implemented to display the operation status and operation level in red, yellow, green, dark light (no light) or the like.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a second embodiment of the present invention.
  • the rolling stove 10a according to the second embodiment of the present invention has a structure that is easy to carry in a form such as laying a cylindrical pencil case or a thermos.
  • a planar heat generating portion, a rolling driving portion, and a power supply portion are housed in the base 141a of the mechanism portion.
  • the rolling drive part is a manual rotation part 122 which is installed outside the base 141a by penetrating one surface of the base 141a so as to apply a rotational force to the rotary shaft (not shown) to which one end of the surface heating element is fixed. ) May be provided.
  • the manual manipulation unit 122 may be used when the cover 142 is pulled out and installed in the form of a rolled-up sheet, which is rolled up in a rolled form.
  • the mechanism part has a base 141a and a cover 142, and the base 141a is in a flat cylindrical shape, and is formed to protrude slightly through the step portion 1412 around the portion where the cover 142 is engaged. 1411 is provided.
  • the base 141a includes a pair of legs 1413 supporting the cylindrical base 141a on the lower surface side facing the upper surface 1411.
  • the bottom surface of the leg portion 1413 may be configured to have a predetermined pressing plate or a close coupling structure (including a screw hole).
  • the rolling stove of the present embodiment includes a leaf spring 12a that accumulates elastic restoring force when the planar heating portion 11 wound in a roll form as a rolling drive portion is unfolded.
  • a predetermined fixed to the base is fixed to the central axis (not shown), and one end (11a) of the planar heating portion (11) is fixedly coupled to the outer end of the leaf spring (12a).
  • the planar heat-generating part 11 is wound on the leaf spring 12a in the form of a roll, and after being unfolded in the form of a plate by a predetermined external force (see FIG. 6), the button (reference numeral in FIG. 4). 121 can be inserted into the base again and wound around the leaf spring 12a in the form of a roll.
  • the power line embedded in the planar heating unit 11 is exposed near one end 11a of the planar heating unit 11, and the exposed power line may be electrically connected to the power supply unit through a predetermined wiring.
  • Figure 7 is a schematic diagram of one embodiment of a planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • the rolling stove according to the present embodiment includes a planar heating portion 11 using a planar heating element that is easy to manufacture.
  • the planar heat generating unit 11 includes a mesh 111, a carbon layer 112, a power line 113, and an insulating layer 114.
  • the maximum thickness of the planar heating portion is preferably about 2 mm or less, more preferably about 1.5 mm or less, in consideration of the form of the roll.
  • the mesh body 111 corresponds to a mesh-type cloth mainly composed of cotton.
  • the mesh 111 is for supporting the carbon layer, and if the structure does not chemically react with the carbon layer and can be coated with the carbon layer in a mesh form, the structure or material may be arbitrarily replaced.
  • a material designed to easily coat a carbon layer by preparing carbon nanofibers or high temperature polymer fibers in a mesh form may be used.
  • the carbon layer 112 is for forming a conductive heating wire coated on the mesh 111, and is preferably formed by using carbon black having excellent conductivity and emitting far infrared rays.
  • carbon black having excellent conductivity and emitting far infrared rays.
  • conductive carbon carbon black or the like having an average particle diameter of 35 nm or more and 45 nm or less may be used.
  • the power supply line 113 is to allow a current to flow through the carbon layer 112 to radiate heat from the carbon layer 112, and may be installed to supply a uniform current to the entire carbon layer 112.
  • the power supply line 113 includes a positive power supply line disposed to extend in a stripe shape having a predetermined thickness on one side edge of the carbon layer 112.
  • the power supply line 113 includes a negative power supply line or a ground power supply line disposed to extend in a stripe shape having a predetermined thickness on the entirety of the other edge of the carbon layer 112.
  • One end 1131 of the power line 113 may be exposed to the outside from one edge portion of the insulating layer 114 (see reference numeral 11a of FIG. 6) and may be connected to the power supply unit or the control unit through a predetermined wiring.
  • the insulating layer 114 surrounds the mesh 111, the carbon layer 112, and the power supply line 113 to protect them from external impact or contact and to secure electrical insulation from the outside.
  • the insulating layer 114 is made of a flexible material that is not damaged when the planar insulating portion 11 is wound in a roll form.
  • a material such as urethane may be used.
  • the surface of the insulating layer 114 may have a predetermined design, whereby the planar heating portion 11 may be designed to give a user a familiarity or to promote or advertise certain contents.
  • the current flowing through the carbon layer 112 can be relatively uniformly and smoothly by the negative power line arranged in a line symmetry with the positive power line, thereby not using the negative power line.
  • the radiation temperature of the carbon layer 112 may be increased by about 0.2 degrees compared to a structure in which a ground line is connected to a portion of the region where the negative power line is located.
  • the above-described temperature control may be performed based on the temperature sensor 16 installed in the planar heating unit 11 and detecting the temperature of the planar heating unit 11. For example, it is installed on the mechanism and connected to the temperature sensor 16 via a predetermined wiring 161, and the operation of the power supply unit for supplying power to the planar heating portion 11 in response to the output signal of the temperature sensor 16 is turned on It may be performed by the operation of the control unit to control or off.
  • Figure 8 is a schematic diagram of another embodiment of the planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • the rolling stove according to the present exemplary embodiment includes a planar heating portion 11a that improves heat generation performance and efficiency.
  • the carbon layer of the planar heat-generating part 11a of this embodiment is provided with the 1st carbon layer 112a and the 2nd carbon layer 112b.
  • the first carbon layer 112a includes a first carbon material, and the conductivity of the first carbon material is greater than that of the second carbon layer 112b.
  • the second carbon layer 112b includes a second carbon material, and the temperature holding ability of the second carbon material is greater than that of the first carbon layer 112a.
  • As the first carbon material and the second carbon material different kinds of carbon blacks having different characteristics depending on carbon content or particle size may be used.
  • first carbon layer 112a and the second carbon layer 112b will be described below.
  • the first carbon layer 112a is formed by spraying in a state in which a portion of the mesh body 111 on which the second carbon layer 112b is to be formed is covered with a mask or the like. Then, when the second carbon layer 112b is formed, the second carbon material is sprayed onto the remaining area of the mesh body 111 by spraying, with the mask covering the region where the first carbon layer 112a is formed.
  • the second carbon layer 112b may be formed.
  • the first carbon layer 112a and the second carbon layer 112b may be alternately repeatedly installed, but various arbitrary shapes may be implemented within a range that does not prevent uniform current flow through the entire carbon layer.
  • the rolling stove of the present embodiment may further include a temperature sensor coupled to the planar heating unit 11a to detect the temperature of the planar heating unit 11a and transmitting the detected temperature to the controller similarly to the case of FIG. 7. have.
  • the temperature holding performance is increased compared to the planar heating part (see FIG. 7) having only the first carbon layer. Can increase the efficiency.
  • the power supply to the carbon layer is cut off when the first carbon layer is 50 ° C., and the power supply is again supplied when the first carbon layer is 30 ° C., respectively.
  • the planar heating portion of this embodiment reached 50 ° C. about 15 minutes after the start of power supply and reached 30 ° C. about 50 minutes after the power supply was cut off.
  • the planar heating portion of Figure 7 after reaching the power supply 50 °C 13 minutes after the start of power supply and 30 °C at 32 minutes after the power supply was cut off.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram of a rolling stove according to a third embodiment of the present invention.
  • the rolling stove 10b includes a planar heat generating unit 11, a rolling driving unit 12, a power supply unit 13, a mechanism unit 14, and a controller 15.
  • the rolling stove 10b of the present embodiment controls the controller 15 and may be substantially the same as the rolling stove 10 shown in FIG. 2, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the control unit 15 is housed in the mechanism part and corresponds to a means for controlling the power supply to control the heat generated temperature of the planar heating portion or a component that performs a function corresponding to such means.
  • the controller 15 may be implemented as a logic circuit using a flip-flop, a microcomputer, or a microprocessor.
  • control unit 15 receives a signal of a predetermined level related to the temperature detected by the planar heating unit from the temperature sensor 16 coupled to the planar heating unit.
  • the controller 15 may be configured to stop supplying power from the power supply unit when the temperature of the planar heating unit is greater than or equal to the first reference temperature, and to activate power supply from the power supply unit when the temperature of the planar heating unit is less than or equal to the second reference temperature.
  • control unit 15 may operate to block or allow power supply to the planar heating unit based on signals from the motion sensor or the illuminance sensor installed in the mechanism unit 14 or the base of the mechanism unit (reference numeral 17 of FIG. 3). And 18).
  • controller 15 may visually display the operation state of the rolling stove 10b through a predetermined operation display unit (see reference numeral 19 in FIG. 3).
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the rolling stove 10c may be installed upside down in a blind form on the ceiling 21 or the top surface 21 of the desk.
  • a mechanical part such as a pair of foldable support parts described above with reference to FIG. 4 is omitted, and the planar heating part 11 is rolled up through the manual operation part described above with reference to FIG. 5. It may be configured to be stored in the winding base 141.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a rolling stove according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the rolling stove 10d may be installed in the form of a barrier or vertical stand in the side wall of a building, the side of a bookcase, or the partition 22 of an office.
  • the power supply unit of the rolling stove 10d includes a connection line 131 for connecting the power supply unit to the commercial power source.
  • the distal end of the connecting line 131 is coupled to the socket for coupling with the electrical outlet or outlet of the building.
  • the power supply unit of the rolling stove 10d may be implemented to have a port capable of being powered through a universal serial bus (USB) such as a desktop computer.
  • USB universal serial bus
  • Figure 12 is a schematic diagram of yet another embodiment of the planar heating portion that can be employed in the rolling stove of the present invention.
  • the planar heating portion 11b is a basic base layer, and a first layer 1210 is coated with urethane, and a second layer (Second Layer) 1220 is formed by thermally bonding flame retardant yarns, and a third layer 1230 is formed by insulating and thermally bonding urethane.
  • a first layer 1210 is coated with urethane
  • a second layer (Second Layer) 1220 is formed by thermally bonding flame retardant yarns
  • a third layer 1230 is formed by insulating and thermally bonding urethane.
  • the power line is preferably installed to supply a uniform current to the entire carbon layer so that the current flows through the carbon layer forming the heat generating portion to radiate heat from the carbon layer.
  • the power supply line when the power supplied from the power supply is 220V, the power supply line includes a positive power supply line arranged to extend in a stripe shape having a predetermined thickness on one edge of the carbon layer as shown in FIG. 12. And a negative (-) power line or a ground power line disposed to extend in a stripe shape having a predetermined thickness on the entirety of the other edge of the carbon layer.
  • the power line when the power supplied from the power supply is 110V, the power line has a positive power line at one edge and the other edge of the carbon layer, as shown in FIG. 12, and has a predetermined thickness in the center of the carbon layer.
  • a negative power line may be provided in a stripe shape.
  • the mechanism part of the present invention may have a stand type, a blind type, and a side wall attachment type base.
  • a rolling stove that is arranged between the thigh of the person who is not in the chair in front of the desk and the bottom of the desk, the plate-like heat generating portion is arranged in parallel with the bottom of the desk.
  • the present invention can be applied to a high efficiency far-infrared rolling stove using a planar heating element.

Landscapes

  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 면상 발열체를 이용한 고효율 원적외선 롤링 스토브에 관한 것으로서, 공급 전원에 따라 판 형태의 발열체 양단에 연결된 전원선에 의해 원적외선 방사 형태로 발열하는 면상발열부; 상기 면상발열부의 일측 가장자리에 결합하고 상기 면상발열부를 두루마리 형태로 감을 수 있도록 설치된 롤링구동부; 상기 면상발열부에 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 롤링구동부와 상기 전원공급부를 하우징 또는 케이스의 내부 수납 공간에 수납하고, 상기 면상발열부가 내부 수납 공간으로부터 인출 시 상기 면상발열부를 지지하는 기구부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

롤링 스토브
본 발명은 롤링 스토브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면상 발열체를 이용한 고효율 원적외선 롤링 스토브에 관한 것이다.
일반적으로 면상 발열체는 전기통전에 의해 방사열을 발생시키는 얇은 시트 또는 보드 형태의 발열체를 지칭한다. 면상발열체의 발열원으로는 코일 형태의 발열선이나 탄소섬유사가 사용되고 있다.
코일 형태의 발열선으로 니크롬 발열선, 동니켈 합금 발열선, 알루미늄 발열선 등을 사용하는 경우, 코일 형태의 발열선 전체가 이상적으로 균일한 특성을 갖도록 제조하는 데에는 한계가 있으므로 일정 시간 사용 시 결국 코일 형태의 발열선의 특정 부위에 핫스팟이 발생하고 그에 의해 코일 형태의 발열선의 특정 부분이 끊어지는 문제가 발생하는 단점이 있다.
한편, 발열원으로 탄소섬유사를 이용하는 면상발열체의 경우, 원적외선 방사에 의해 발열을 하게 되므로, 공기를 오염시키지 않아 친환경적이고 소음이나 화재의 위험이 없기 때문에 사무실 등의 실내에 사용하기가 좋은 장점이 있다. 따라서 최근 면상발열체를 이용한 온열매트, 온열패드, 침대 매트리스, 보온이불 등이 제조되어 보급되고 있다.
그러나, 탄소섬유사를 이용하여 매트나 패드 형태의 면상발열체를 제조하기가 쉽지 않고 또한 원하는 성능을 내는 완제품에 대한 수율이 낮아 제조 비용이 높은 단점이 있다. 또한, 탄소섬유사를 이용하여 면상발열체를 제조하는 경우, 내구성이 떨어져 신뢰성이 낮고 수명도 길지 않은 단점이 있다.
본 발명의 목적은 제조가 용이한 구조의 면상발열체를 이용한 고효율의 롤링 스토브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 면상발열체를 이용하여 사용하기 편리하고 안전성이 우수한 롤링 스토브를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간편하게 휴대할 수 있는 면상발열체를 이용한 롤링 스토브를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 공급 전원에 따라 판 형태의 발열체 양단에 연결된 전원선에 의해 원적외선 방사 형태로 발열하는 면상발열부; 상기 면상발열부의 일측 가장자리에 결합하고 상기 면상발열부를 두루마리 형태로 감을 수 있도록 설치된 롤링구동부; 상기 면상발열부에 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 롤링구동부와 상기 전원공급부를 하우징 또는 케이스의 내부 수납 공간에 수납하고, 상기 면상발열부가 내부 수납 공간으로부터 인출 시 상기 면상발열부를 지지하는 기구부를 포함하는 롤링 스토브가 제공된다.
여기서, 상기 기구부는, 상기 면상발열부와 상기 롤링구동부가 수납되는 하우징 또는 케이스에 대응하며 내부 수납 공간을 구비한 베이스; 상기 베이스에 결합하고, 상기 면상발열부가 상기 베이스의 내부 수납 공간으로부터 인출될 때 상기 면상발열부를 지지하는 접이식 지지부; 및 상기 면상발열부의 일측 가장자리를 지지하며, 상기 면상발열부가 상기 베이스의 내부 수납 공간에 수납될 때 상기 베이스의 상부면의 개구부를 덮는 덮개를 구비할 수 있다.
또한, 상기 각 접이식 지지부는, 일단이 상기 베이스에 회동가능하게 고정된 제1 암; 일단이 상기 면상발열부의 타측 가장자리에 회동가능하게 결합된 제2 암; 및 상기 제1 암의 타단과 상기 제2 암의 타단을 힌지 결합하는 힌지부를 구비하고, 상기 각 접이식 지지부는 상기 면상발열부가 정상 높이로 펼쳐질 때 상기 제1 암과 상기 제2 암이 힌지부를 사이에 두고 일자 형태로 세워지고, 상기 면상발열부가 두루마리 형태로 감겨져 상기 기구부 내로 삽입될 때 상기 제1 암과 상기 제2 암이 포개져 상기 기구부의 홈에 수납된다.
또한, 상기 롤링구동부는 상기 롤링구동부에 두루마리 형태로 감겨 있던 면상발열부가 펼쳐질 때 탄성복원력을 축적하는 판 스프링을 구비할 수 있다.
또한, 상기 면상발열부는 탄소섬유, 탄소필름, 코일, 전기전도체 또는 이들의 조합으로 이루어진 발열부; 및 상기 발열부에 전원을 공급하는 전원선을 구비할 수 있다.
또한, 상기 면상발열부는, 코튼을 주성분으로 하는 망사체; 상기 망사체 상에 1차 코팅되는 탄소층; 상기 탄소층이 코팅된 망사체에 결합하는 전원선; 및 상기 탄소층이 코팅된 망사체와 상기 전원선 상에 2차 코팅되는 절연층을 구비할 수 있다.
또한, 상기 탄소층은 제1 탄소재료를 포함한 제1 탄소층, 및 제2 탄소재료를 포함한 제2 탄소층을 구비하며, 상기 제1 탄소재료의 도전율은 상기 제2 탄소재료의 도전율보다 크고, 상기 제2 탄소재료의 온도 유지 능력은 상기 제1 탄소재료의 온도유지 능력보다 크다.
또한, 상기 기구부에 수납되며, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 면상발열부의 발열 온도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 면상발열부에 결합하여 상기 면상발열부의 온도를 검출하고 검출한 온도를 제어부에 전달하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 면상발열부의 온도가 제1 기준 온도 이상일 때 상기 전원공급부에서의 전원 공급을 중지하고, 상기 면상발열부의 온도가 제2 기준 온도 이하일 때 상기 전원공급부에서 상기 면상발열부로 전원이 공급되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 전원공급부는 배터리 전원을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기구부에 탑재되며, 상기 기구부 밖에서의 물체의 움직임을 감지하고 감지한 동작인식정보를 제어부에 전달하는 동작 센서, 및 상기 기구부가 있는 장소의 조명 상태를 감지하고 감지한 조명상태정보를 제어부에 전달하는 조도 센서 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기구부는 스탠드형, 블라인드형 또는 측벽부착형 베이스를 구비할 수 있다.
또한, 상기 면상발열부는 우레탄으로 코팅된 제 1 층(First Layer)과, 난연사를 열 접착하여 형성된 제 2 층(Second Layer) 및 우레탄을 절연하고 열 접착하여 형성된 제 3 층(Third Layer)으로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 전원 공급부에서 공급되는 전원이 220V인 경우, 상기 탄소층의 일측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 상기 탄소층의 타측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 네거티브(-) 전원선 또는 그라운드 전원선을 구비하고, 상기 전원 공급부에서 공급되는 전원이 110V인 경우, 상기 탄소층의 일측 가장자리와 타측 가장자리에 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 상기 탄소층의 중앙에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 네거티브(-) 전원선을 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제조가 용이한 구조의 면상발열체를 이용하는 고효율의 롤링 스토브를 제공할 수 있다. 즉, 코튼 망사체에 탄소층을 형성하고, 탄소층 상에 절연층을 형성한 구조나 이러한 구조에 더하여 제1 탄소층과 제2 탄소층을 함께 배치하는 구조에 의해 배터리 사용 시간을 연장하거나 소비 전력을 감소시킬 수 있는 고효율 롤링 스토브를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전술한 면상발열체를 이용하여 사용하기 편리하고 안전성이 우수한 롤링 스토브를 제공할 수 있다. 즉, 베이스의 개구부를 덮는 덮개를 빼내는 것만으로 간편하게 장치를 설치하여 사용할 수 있고, 발열부에 신체가 닿는 경우에도 화상의 위험이 없는 고편의성 및 고안전성의 롤링 스토브를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 간편하게 휴대할 수 있는 면상발열체를 이용한 롤링 스토브를 제공할 수 있다. 즉, 면상발열부를 두루마리 형태로 감을 수 있는 롤링구동부를 채용함으로써 간편하게 휴대할 수 있는 소형 롤링 스토브를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 롤링 스토브의 주요 구성에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 1의 롤링 스토브에 채용가능한 구조의 일 실시예에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 롤링 스토브를 배면 측에서 바라본 배면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 롤링구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 다른 일 실시예에대한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 또 다른 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 롤링 스토브의 주요 구성에 대한 개략적인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브(10)는 면상발열부(11), 롤링구동부(12), 전원공급부(13) 및 기구부(14)를 구비한다.
면상발열부(11)는 판 형태의 발열 부분을 구비한 발열체로서 발열체의 양단에 연결되는 전원선에 의해 저항열을 발생시키는 구성부이다. 이러한 면상발열부(11)는 코일 형태의 발열선을 구비할 수 있으나 탄소섬유, 탄소필름 등과 같이 카본 블랙을 이용한 발열체를 통해 원적외선 방사 형태로 발열하는 구성부인 것이 바람직하다. 즉, 면상발열부(11)는 기존에 잘 알려진 탄소섬유, 탄소필름, 코일, 전기전도체 또는 이들의 조합으로 이루어진 발열부, 및 발열부에 전원을 공급하는 전원선을 구비하도록 이루어질 수 있고, 특히 성능 및 효율을 높이기 위해 후술되는 본 발명의 카본 블랙을 이용한 면상발열체의 구조(도 7 또는 도 8 참조)를 구비하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 실시예에 따른 면상발열부(11)는 롤링구동부(12)에 의해 롤링구동부(12)의 회전축(미도시)에 두루마리 형태로 감기는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 롤링 스토브(10)는 콤팩트한 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 롤링 스토브(10)의 사이즈는 현관문, 창문, 블라인드에 대응하는 사이즈도 가능하지만 휴대용 가방이나 백팩에 들어가 수 있는 정도의 사이즈로 구현 가능하다. 이러한 휴대성은 면상발열체를 이용하는 기존의 응용 제품에서는 전혀 찾아볼 수 없는 본 발명의 특징으로서 롤링구동부에 의해 구현된다. 롤링구동부(12)에 대하여는 아래의 실시예들 중에 그 바람직한 구조가 상세히 설명될 것이다.
전원공급부(13)는 면상발열부(11)에 전기를 공급하는 구성부이다.
전원공급부(13)는 기구부(14)에 수납되는 것이 바람직하다. 즉, 전원공급부(13)는 롤링구동부(12)와 함께 기구부(14)에 수납되는 것이 바람직하다. 이러한 전원공급부(13)는 상용전원을 적절하게 정류하거나 변환하여 면상발열부(11)에 전력을 공급하는 구성부나 1차전지, 2차전지 등의 배터리 전력을 적절하게 면상발열부(11)에 공급하는 구성부에 대응하며, 이러한 전원공급부의 구성에 대하여는 본 기술분야에 이미 잘 알려져 있으므로 그것에 대한 상세설명은 생략한다.
기구부(14)는 롤링구동부(12)와 전원공급부(13)를 수납하고 면상발열부(11)를 지지하기 위한 구성부로서, 예를 들어 내부 수납 공간을 구비하는 베이스(141)를 구비할 수 있다. 베이스(141)는 소위 하우징이나 케이스에 대응하는 구성부이다. 또한, 기구부(14)는 베이스(141)의 상부면(1411)의 개구부를 덮는 덮개(142)를 구비할 수 있다. 덮개(142)는 면상발열부(11)의 일측 가장자리를 지지하는 구성부에 대응할 수 있다.
본 실시예에서 기구부(14)는 대략 짧은 길이의 사각 막대 형태를 구비한다. 그리고, 기구부(14)는, 덮개(142)를 베이스(141)로부터 빼낼 때, 덮개(142)의 내측면에 그 일단이 연결되어 있는 면상발열부(11)가 베이스(141) 내부에서 외부로 연장하도록 이루어진다.
본 실시예에 의하면, 원적외선 방사에 의한 발열 방식이므로 신체에 화상을 입히지 않아 안전하고, 소형화가 가능하여 휴대형으로도 제조할 수 있는 고효율의 롤링 스토브를 제공할 수 있다.
도 3은 도 1의 롤링 스토브에 채용가능한 구조의 일 실시예에 대한 개략적인 사시도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 롤링 스토브를 배면 측에서 바라본 배면 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브(10)는 면상발열부(11), 롤링구동부, 전원공급부 및 기구부를 구비한다. 여기서, 기구부는 베이스(141), 덮개(142) 및 한 쌍의 접이식 지지부(143)를 구비한다.
한 쌍의 접이식 지지부(143)는 베이스(141)에 결합하고 베이스(141) 상에 면상발열부(11)를 지지하도록 이루어진다. 각 접이식 지지부(143)는, 제1 암(1431), 제2 암(1432) 및 힌지부(1433)를 구비한다. 제1 암(1431)은 얇은 막대 형태를 구비하고 그 일단이 베이스(141)에 회동가능하게 고정된다. 제2 암(1432)은 얇은 막대 형태를 구비하고 그 일단이 면상발열부(11)의 타측 가장자리나 면상발열부(11)의 타측 가장자리와 결합되어 있는 덮개(142)에 회동가능하게 결합한다. 힌지부(1433)는 제1 암(1431)의 타단과 제2 암(1432)의 타단을 힌지 결합한다.
전술한 접이식 지지부(143)의 구성에 의하면, 면상발열부(11)가 베이스(141) 내부 수납 공간에서 외부로 인출되며 정상 길이로 펼쳐질 때, 제1 암(1431)과 제2 암(1432)이 힌지부(1433)를 사이에 두고 일자 형태로 세워지고, 면상발열부(11)가 베이스(141) 내로 삽입되면서 두루마리 형태로 감겨질 때 두 힌지부(1433)의 간격이 좁혀지는 방향으로 각 힌지부(1433)가 접혀지면서 제1 암(1431)과 제2 암(1432)이 포개져 베이스(141)의 홈(144)에 수납된다. 이때, 두 힌지부(1433)는 상기한 홈(144)의 대략 중앙부에 더 넓게 형성된 절개부(144a)에 수납된다.
롤링구동부가 스프링 등의 탄성복원력이나 모터 등의 액추에이터의 동력을 이용하는 경우, 베이스(141)의 측면에 설치된 버튼(121)을 눌러 면상발열부(11)의 감김 동작을 개시하도록 구현될 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 롤링 스토브에 플립플롭이나 마이컴 등으로 이루어진 제어부가 구비되는 경우, 베이스(141)에는 베이스(141) 밖에서의 물체의 움직임을 감지하고 감지한 동작인식정보를 제어부에 전달하기 위한 동작 센서(17)가 구비되거나, 베이스(141) 또는 롤링 스토브(10)가 위치한 장소의 조명 상태를 감지하고 감지한 조명상태정보를 제어부에 전달하기 위한 조도 센서(18)가 구비되거나, 또한 롤링 스토브(10)의 작동 상태를 발광다이오드(LED) 등의 조명 불빛으로 표시하기 위한 작동표시부(19)가 구비될 수 있다. 작동표시부(19)는 적색, 황색, 녹색, 암전(불빛 없음) 등으로 작동 상태와 작동 레벨을 표시하도록 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤링 스토브(10a)는 원통형 필통이나 보온병을 눕혀 놓은 것과 같은 형태로 휴대하기 용이한 구조를 구비한다.
롤링 스토브(10a)에서 기구부의 베이스(141a) 내에는 면상발열부, 롤링구동부 및 전원공급부가 수납되어 있다.
본 실시예에서 롤링구동부는 면상발열부의 일단이 고정되는 회전축(미도시)과 이 회전축에 회전력을 가할 수 있도록 베이스(141a)의 일면을 관통하여 베이스(141a)의 외측에 설치되는 수동조작부(122)를 구비할 수 있다. 이러한 수동조작부(122)는 덮개(142)를 잡아당겨 두루마리 형태로 말려있던 면상발열부를 펼쳐 설치한 후 면상발열체를 두루마리 형태로 감을 때 사용될 수 있다.
기구부는 베이스(141a)와 덮개(142)를 구비하고, 베이스(141a)는 눕혀진 원통 형태로서, 덮개(142)가 결합하는 부분 주위에 단차부(1412)를 통해 약간 돌출되도록 형성되는 상부면(1411)를 구비한다. 또한, 베이스(141a)는 상부면(1411)과 마주하는 하부면 측에 원통형 베이스(141a)를 지지하는 한 쌍의 다리부(1413)를 구비한다.
롤링 스토브(10a)가 천정이나 책상 밑면에 부착되는 경우, 다리부(1413)의 바닥면은 소정의 압착판이나 밀착 결합 구조(나사구멍 포함 등)를 구비하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 롤링구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 롤링 스토브는 롤링구동부로서 두루마리 형태로 감긴 면상발열부(11)가 펼쳐질 때 탄성복원력을 축적하는 판 스프링(12a)을 구비한다. 판 스프링(12a)의 중심부에는 베이스에 고정된 소정이 중심축(미도시)에 고정되고, 판 스프링(12a)의 외측 말단부에는 면상발열부(11)의 일단(11a)이 고정적으로 결합된다.
전술한 롤링구동부에 의하면, 면상발열부(11)는 판 스프링(12a)에 두루마리 형태로 감겨 있다가 소정의 외력에 의해 판 형태로 펼져진 후(도 6 참조), 버튼(도 4의 참조부호 121 참조)의 조작에 의해 다시 베이스 내로 삽입되어판 스프링(12a) 주위에 두루마리 형태로 감기도록 동작할 수 있다.
전술한 면상발열부(11)의 일단(11a) 부근에는 면상발열부(11)에 내장된 전원선이 노출되고, 노출된 전원선은 소정의 배선을 통해 전원공급부에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브는 제조가 용이한 면상발열체를 이용하는 면상발열부(11)를 구비한다. 면상발열부(11)는 망사체(111), 탄소층(112), 전원선(113) 및 절연층(114)을 구비한다. 면상발열부의 최대 두께는 두루마리 형태를 고려하여 약 2㎜ 이하인 것이 바람직하고, 약 1.5㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시예에서 망사체(111)는 코튼(cotton)을 주성분으로 하는 망사 형태의 천에 대응한다. 이러한 망사체(111)는 탄소층을 지지하기 위한 것으로 탄소층과 화학적으로 반응하지 않는 재료로서 메시 형태로 탄소층을 코팅할 수 있는 구조라면 그 구조나 재료를 임의로 대체 가능하다. 예를 들어, 탄소나노 섬유나 고온 고분자 섬유 등을 메시 형태로 제조하여 탄소층을 용이하게 코팅할 수 있도록 설계한 재료가 이용될 수 있다.
탄소층(112)은 망사체(111) 상에 코팅되는 전도성 전열선을 형성하기 위한 것으로, 전도성이 우수하고 원적외선을 방사하는 카본 블랙을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 탄소층으로는 평균 입경 35㎚이상, 45㎚이하인 전도성 카본(카본 블랙 등)이 이용될 수 있다.
전원선(113)은 탄소층(112)에 전류를 흘려 탄소층(112)에서 열을 방사할 수 있도록 하기 위한 것으로, 탄소층(112) 전체에 균일한 전류를 공급할 수 있도록 설치되는 것이 좋다. 본 실시예에서, 전원선(113)은 탄소층(112)의 일측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 포지티브 전원선을 구비한다. 또한, 전원선(113)은 탄소층(112)의 타측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 네거티브 전원선 또는 그라운드 전원선을 구비한다. 전원선(113)의 일단(1131)은 절연층(114)의 일측 가장자리 부분(도 6의 참조부호 11a 참조)에서 외부에 노출되어 소정의 배선을 통해 전원공급부나 제어부에 연결될 수 있다.
절연층(114)은 망사체(111), 탄소층(112) 및 전원선(113)을 포위하여 외부의 충격이나 접촉으로부터 그것들을 보호하고 외부와의 전기적인 절연을 확보하기 위한 것이다. 또한, 절연층(114)은 면상절연부(11)를 두루마리 형태로 감을때 손상되지 않는 유연한(flexible) 재료로 이루어진다. 절연층(114)의 재료로는 우레탄 재질 등의 재료가 이용될 수 있다. 절연층(114)의 표면에는 소정의 디자인이 가미될 수 있고, 그에 의해 면상발열부(11)가 사용자에게 친근감을 주거나 소정 내용을 홍보 또는 광고하도록 설계될 수 있다.
본 실시예의 면상발열부(11)에서는 포지티브 전원선과 선대칭적으로 배치되는 네거티브 전원선에 의해 탄소층(112)에 흐르는 전류 흐름을 상대적으로 균일하면서 원활하게 할 수 있고 그에 의해 네거티브 전원선을 사용하지 않고 네거티브 전원선이 위치하는 영역의 일부분에 그라운드선을 연결한 구조에 비해 탄소층(112)의 방사 온도를 약 0.2도 정도 높일 수 있다. 이러한 온도 차이를 이용하면, 롤링 스토브에 배터리 전원을 사용하는 경우에, 적절한 온도 제어를 통해 특정 온도에 대한 배터리 사용 시간을 단축함으로써 배터리 수명을 눈에 띄게 연장할 수 있다.
전술한 온도 제어는 면상발열부(11)에 설치되어 면상발열부(11)의 온도를 검출하는 온도센서(16)에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 기구부에 설치되고 온도센서(16)에 소정 배선(161)을 통해 연결되며 온도센서(16)의 출력 신호에 응하여 면상발열부(11)에 전력을 공급하는 전원공급부의 동작을 온 제어 또는 오프 제어하는 제어부의 동작에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 다른 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브는 발열 성능 및 효율을 향상시킨 면상발열부(11a)를 구비한다. 본 실시예의 면상발열부(11a)의 탄소층은 제1 탄소층(112a) 및 제2 탄소층(112b)을 구비한다.
제1 탄소층(112a)은 제1 탄소재료를 구비하고, 제1 탄소재료의 전도성은 제2 탄소층(112b)보다 크다. 제2 탄소층(112b)은 제2 탄소재료를 구비하고, 제2 탄소재료의 온도 유지 능력은 제1 탄소층(112a)보다 크다. 이러한 제1 탄소재료와 제2 탄소재료로는 카본 함량이나 입자 사이즈 등에 따라 서로 다른 특성을 나타내는 서로 다른 종류의 카본 블랙이 사용될 수 있다.
제1 탄소층(112a)과 제2 탄소층(112b)의 형성 과정을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
우선, 제1 탄소층(112a)의 형성 시 제2 탄소층(112b)이 형성될 망사체(111)의 일부 영역을 마스크 등으로 덮은 상태에서 스프레이 방식으로 제1 탄소층(112a)을 형성하고, 그 다음에 제2 탄소층(112b)의 형성 시 제1 탄소층(112a)이 형성된 영역을 마스크 등으로 덮은 상태에서 망사체(111)의 나머지 영역에 스프레이 방식으로 제2 탄소재료를 분사함으로써 제2 탄소층(112b)을 형성할 수 있다. 제1 탄소층(112a)과 제2 탄소층(112b)은 교대로 반복 설치되는 형태가 바람직하나 탄소층 전체에서의 균일한 전류 흐름을 방해하지 않는 범위 내에서 다양한 임의의 형태가 구현 가능하다.
또한, 본 실시예의 롤링 스토브는 도 7의 경우와 유사하게 면상발열부(11a)에 결합하여 면상발열부(11a)의 온도를 검출하고 검출한 온도를 제어부에 전달하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 면상발열부에서는 발열선에 대응하는 구성부로서 제1 및 제2 탄소층을 구비함으로써 제1 탄소층만을 구비하는 면상발열부(도 7 참조)의 경우에 비해 온도 유지 성능을 높여 롤링 스토브의 효율을 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 면상발열부와 도 7의 면상발열부에서 각각 제1 탄소층이 50℃일 때 탄소층으로의 전원 공급을 차단하고 제1 탄소층이 30℃일 때 다시 전원 공급을 재개하도록 설정되어 있을 때, 본 실시예의 면상발열부에서는 전원 공급 개시 후 약 15분에 50℃에 도달하였고 전원 공급을 차단한 후 약 50분에 30℃에 도달하였다. 한편, 도 7의 면상발열부에서는 전원 공급 개시 후 약 13분에 50℃에 도달하였고 전원 공급을 차단한 후 약 32분에 30℃에 도달하였다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 배터리 전원을 사용하는 롤링 스토브의 경우, 면상발열부의 히팅을 위한 배터리 사용 시간을 현저히 단축할 수 있고, 그에 의해 배터리 수명을 연장할 수 있다. 또한, 상용 전원을 사용하는 롤링 스토브의 경우, 면상발열부의 히팅을 위한 전력 소모를 현저히 줄일 수 있고, 그에 의해 장치의 소비 전력을 크게 낮출 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브(10b)는 면상발열부(11), 롤링구동부(12), 전원공급부(13), 기구부(14) 및 제어부(15)를 구비한다.
본 실시예의 롤링 스토브(10b)는 제어부(15)를 제어하고 도 2에 도시한 롤링 스토브(10)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 따라서 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
제어부(15)는 기구부에 수납되며 전원공급부를 제어하여 면상발열부의 발열 온도를 제어하기 위한 수단 또는 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부에 대응한다. 이러한 제어부(15)는 플립플롭을 이용한 논리회로나 마이컴 또는 마이크로프로세서로 구현될 수 있다.
본 실시예에서 제어부(15)는 면상발열부에 결합된 온도센서(16)로부터 면상발열부에서 검출한 온도와 관련된 소정 레벨의 신호를 수신한다. 제어부(15)는 면상발열부의 온도가 제1 기준 온도 이상일 때 전원공급부에서의 전원 공급을 중지하고, 면상발열부의 온도가 제2 기준 온도 이하일 때 전원공급부에서의 전원 공급을 활성화하도록 동작할 수 있다.
또한, 제어부(15)는 기구부(14) 또는 기구부의 베이스에 설치된 동작센서나 조도센서로부터의 신호에 기초하여 면상발열부로의 전원공급을 차단하거나 허용하도록 동작할 수 있다(도 3의 참조부호 17 및 18 참조).
또한, 제어부(15)는 롤링스토브(10b)의 작동 상태를 소정의 작동 표시부(도 3의 참조부호 19 참조)를 통해 가시적으로 표시할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브(10c)는 건물 천장이나 책상의 상판 아래면(21) 등에 블라인드 형태로 거꾸로 설치될 수 있다.
전술한 경우, 롤링 스토브(10c)에서는 도 4를 참조하여 앞서 설명한 한 쌍의 접이식 지지부와 같은 기구부가 생략되고, 도 5를 참조하여 앞서 설명한 수동조작부를 통해 면상발열부(11)를 두루마리 형태로 감아 베이스(141)에 수납할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 롤링 스토브의 개략적인 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 롤링 스토브(10d)는 건물 측벽이나 책장 측면이나 사무실의 파티션(22) 등에 가로막 형태 또는 세로스탠드 형태로 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 롤링 스토브(10d)의 전원공급부는 상용전원에 전원 공급부를 연결하기 위한 연결선(131)을 구비한다. 연결선(131)의 말단부에는 건물의 전기콘센트 또는 아웃렛과 결합하기 위한 소켓이 결합되어 있다. 구현에 따라서, 롤링 스토브(10d)의 전원공급부는 데스크탑 컴퓨터 등의 유에스비(USB, Universal Serial Bus)를 통해 전원을 공급받을 수 있는 포트를 구비하도록 구현될 수 있다.
도 12는 본 발명의 롤링 스토브에 채용가능한 면상발열부의 또 다른 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면상발열부(11b)는 기본 베이스층으로써 제 1 층(First Layer)(1210)은 우레탄으로 코팅되고, 제 2 층(Second Layer)(1220)은 난연사를 열 접착하여 형성하며, 제 3 층(Third Layer)(1230)은 우레탄을 절연하고 열 접착하여 형성한다.
이때, 전원선은 발열부를 이루는 탄소층에 전류를 흘려 탄소층에서 열을 방사할 수 있도록 탄소층 전체에 균일한 전류를 공급할 수 있도록 설치되는 것이 좋다.
이를 위해, 전원선은 전원 공급부에서 공급되는 전원이 220V인 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 탄소층의 일측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 탄소층의 타측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 네거티브(-) 전원선 또는 그라운드 전원선을 구비한다.
또한, 전원선은 전원 공급부에서 공급되는 전원이 110V인 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 탄소층의 일측 가장자리와 타측 가장자리에 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 탄소층의 중앙에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 네거티브(-) 전원선을 구비할 수 있다.
전술한 실시예에 의하면, 본 발명의 기구부는 스탠드형, 블라인드형, 측벽부착형 베이스를 구비할 수 있다. 또한, 전술한 가로막 형태를 응용하면, 책상 앞 의자에 않은 사람의 허벅지와 책상 밑면 사이에 책상 밑면과 평행하게 판상발열부가 배치되도록 이루어진 롤링 스토브를 제공하는 것도 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명은 면상 발열체를 이용한 고효율 원적외선 롤링 스토브에 적용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 공급 전원에 따라 판 형태의 발열체 양단에 연결된 전원선에 의해 원적외선 방사 형태로 발열하는 면상발열부;
    상기 면상발열부의 일측 가장자리에 결합하고 상기 면상발열부를 두루마리 형태로 감을 수 있도록 설치된 롤링구동부;
    상기 면상발열부에 전원을 공급하는 전원공급부; 및
    상기 롤링구동부와 상기 전원공급부를 하우징 또는 케이스의 내부 수납 공간에 수납하고, 상기 면상발열부가 내부 수납 공간으로부터 인출 시 상기 면상발열부를 지지하는 기구부;
    를 포함하는 롤링 스토브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기구부는,
    상기 면상발열부와 상기 롤링구동부가 수납되는 하우징 또는 케이스에 대응하며 내부 수납 공간을 구비한 베이스;
    상기 베이스에 결합하고, 상기 면상발열부가 상기 베이스의 내부 수납 공간으로부터 인출될 때 상기 면상발열부를 지지하는 접이식 지지부; 및
    상기 면상발열부의 일측 가장자리를 지지하며, 상기 면상발열부가 상기 베이스의 내부 수납 공간에 수납될 때 상기 베이스의 상부면의 개구부를 덮는 덮개;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 접이식 지지부는,
    일단이 상기 베이스에 회동가능하게 고정된 제1 암;
    일단이 상기 면상발열부의 타측 가장자리에 회동가능하게 결합된 제2 암; 및
    상기 제1 암의 타단과 상기 제2 암의 타단을 힌지 결합하는 힌지부를 구비하고,
    상기 각 접이식 지지부는 상기 면상발열부가 정상 높이로 펼쳐질 때 상기 제1 암과 상기 제2 암이 힌지부를 사이에 두고 일자 형태로 세워지고, 상기 면상발열부가 두루마리 형태로 감겨져 상기 기구부 내로 삽입될 때 상기 제1 암과 상기 제2 암이 포개져 상기 기구부의 홈에 수납되는 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 롤링구동부는 상기 롤링구동부에 두루마리 형태로 감겨 있던 면상발열부가 펼쳐질 때 탄성복원력을 축적하는 판 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링스토브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 면상발열부는 탄소섬유, 탄소필름, 코일, 전기전도체 또는 이들의 조합으로 이루어진 발열부; 및 상기 발열부에 전원을 공급하는 전원선을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 면상발열부는,
    코튼을 주성분으로 하는 망사체;
    상기 망사체 상에 1차 코팅되는 탄소층;
    상기 탄소층이 코팅된 망사체에 결합하는 전원선; 및
    상기 탄소층이 코팅된 망사체와 상기 전원선 상에 2차 코팅되는 절연층
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄소층은 제1 탄소재료를 포함한 제1 탄소층, 및 제2 탄소재료를 포함한 제2 탄소층을 구비하며, 상기 제1 탄소재료의 도전율은 상기 제2 탄소재료의 도전율보다 크고, 상기 제2 탄소재료의 온도 유지 능력은 상기 제1 탄소재료의 온도유지 능력보다 큰 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  8. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기구부에 수납되며, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 면상발열부의 발열 온도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 롤링 스토브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 면상발열부에 결합하여 상기 면상발열부의 온도를 검출하고 검출한 온도를 제어부에 전달하는 온도센서를 더 포함하는 롤링 스토브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 면상발열부의 온도가 제1 기준 온도 이상일 때 상기 전원공급부에서의 전원 공급을 중지하고, 상기 면상발열부의 온도가 제2 기준 온도 이하일 때 상기 전원공급부에서 상기 면상발열부로 전원이 공급되도록 제어하는 롤링 스토브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전원공급부는 배터리 전원을 포함하는 롤링 스토브.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기구부에 탑재되며, 상기 기구부 밖에서의 물체의 움직임을 감지하고 감지한 동작인식정보를 제어부에 전달하는 동작 센서, 및 상기 기구부가 있는 장소의 조명 상태를 감지하고 감지한 조명상태정보를 제어부에 전달하는 조도 센서 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 롤링 스토브.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기구부는 스탠드형, 블라인드형 또는 측벽부착형 베이스를 구비하는 롤링 스토브.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 면상발열부는 우레탄으로 코팅된 제 1 층(First Layer)과, 난연사를 열 접착하여 형성된 제 2 층(Second Layer) 및 우레탄을 절연하고 열 접착하여 형성된 제 3 층(Third Layer)으로 구성된 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전원 공급부에서 공급되는 전원이 220V인 경우, 상기 탄소층의 일측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 상기 탄소층의 타측 가장자리 전체에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 연장하도록 배치되는 네거티브(-) 전원선 또는 그라운드 전원선을 구비하고,
    상기 전원 공급부에서 공급되는 전원이 110V인 경우, 상기 탄소층의 일측 가장자리와 타측 가장자리에 포지티브(+) 전원선을 구비하고, 상기 탄소층의 중앙에 소정 두께의 스트라이프 형상으로 네거티브(-) 전원선을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤링 스토브.
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