KR200211826Y1 - Electric heating water apparatus - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전기온수기에 관한 것으로, 온도검출장치를 이용하여 히팅시와 보온시의 온도를 감지하고 불필요하게 히터가 가열되는 것을 방지하고, 더 나아가 히터가 과열되어 손상되거나 누전되는 것을 방지하고, 온도센서불량감지장치를 이용하여 온도센서가 단락 또는 단선된 경우 히터가 가열되는 것을 차단하고 히터작동표시장치에서 확인을 할 수 있도록 하는 전기 온수기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric water heater, using a temperature detector to detect the temperature during heating and warming and to prevent unnecessary heating of the heater, and further to prevent the heater from overheating to damage or short circuit, The present invention relates to an electric water heater that blocks a heater from being heated and checks the heater operation indicator when the temperature sensor is shorted or disconnected by using a sensor failure detection device.
Description
본 고안은 전기온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기적으로 온도를 제어하는 온도제어장치와 온도센서불량감지장치를 구비하여 온도센서가 고장이 난 경우에도 온수기가 과열되어 손상되거나 누전이 발생되는 것을 방지할수 있도록 하는 전기온수기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric water heater, and more particularly, a temperature control device and a temperature sensor failure detection device electrically controlling the temperature, even if the temperature sensor is broken, the water heater is overheated and damaged or short circuit occurs. It relates to an electric water heater that can be prevented.
일반적으로 온수기는 물을 내장하면서 물의 온도가 일정하게 유지되도록 하는데 이용된다. 이때 온수기 내부의 물의 온도가 선택된 온도로 유지하기 위하여 바이메탈을 이용하여 물의 온도를 제어하게 된다. 즉, 물의 온도가 95℃가 되면 히터의 전원을 오프시키고 물의 온도가 94℃가 되면 다시 히터의 전원을 온시켜서 물을 가열하게 된다. 이때에는 온도편차가 적어서 자주 히터가 가열되었다가 냉각되었다가 하게되어 히터의 수명이 짧아지며, 소모전력이 많아지게 된다. 그리고, 온수기의 히터가 계속적으로 가열되어 내용물을 모두 증발하는 경우 히터가 과열되어 손상되며, 누전이 발생되고, 더 나아가 화재가 발생되기도 한다.In general, the water heater is used to keep the water temperature constant while embedding the water. At this time, in order to maintain the temperature of the water in the water heater to the selected temperature to control the temperature of the water using bimetal. That is, when the water temperature reaches 95 ° C., the power of the heater is turned off. When the water temperature reaches 94 ° C., the heater is turned on again to heat the water. At this time, since the temperature difference is small, the heater is frequently heated and then cooled, and thus the life of the heater is shortened and power consumption is increased. In addition, when the heater of the water heater is continuously heated to evaporate all the contents, the heater is overheated and damaged, a short circuit occurs, and even a fire may occur.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 온도의 편차를 히터를 온시키거나 오프시키는 온도제어제어장치를 구비하고, 온도센서가 고장나는 경우 에도 이것을 감지하여 히터전원을 차단하는 차단장치를 구비하며, 물이 없어서 과열되는 것을 방지하기 위한 전원차단 센서를 구비하는 전기온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention includes a temperature control controller for turning on or off a heater of a temperature deviation, and has a shutoff device that detects this even when a temperature sensor fails and cuts off the heater power. It is an object of the present invention to provide an electric water heater having a power cutoff sensor for preventing overheating due to lack of water.
도 1은 본 고안의 전기온수기 블록도.1 is an electric water heater block diagram of the present invention.
도 2는 본 고안의 전기온수기 회로도.2 is an electric water heater circuit diagram of the present invention.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 온도센서 20 : 온도검출장치10: temperature sensor 20: temperature detection device
30 : R/S 래치회로 40 : 히터제어장치30: R / S latch circuit 40: heater control device
50 : 보온시출력차단장치 60 : 보온작동표시장치50: output shutoff device when keeping warm 60: warming operation display device
70 : 히터작동표시장치 25 : 온도센서불량감지장치70: heater operation display device 25: temperature sensor failure detection device
45 : 전원차단장치45: power cutoff device
상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전기온수기는The present invention for achieving the above object is an electric water heater
온도센서와,Temperature sensor,
감지된 온도에 따라 출력신호를 발생시키는 온도검출장치와,A temperature detector for generating an output signal according to the sensed temperature;
온도검출장치의 출력을 래치시키는 R/S 래치회로와,An R / S latch circuit for latching the output of the temperature detector;
래치회로에서 발생되는 출력에 따라 히터를 제어하는 히터제어장치와,A heater controller for controlling the heater according to the output generated from the latch circuit;
온도센서가 단락되거나 단선되는 것을 감지하여 히터제어장치의 입력을 로우상태로 유지시키는 온도센서불량감지장치를 포함한다.It includes a temperature sensor failure detection device for detecting the short-circuit or disconnection of the temperature sensor to keep the input of the heater control device low.
상기 온수기가 보온상태로 설정될 때 래치회로출력에서 물이 끓이기 위해 발생시키는 출력신호를 차단하기 위해 래치회로 출력(Q0)과 히터제어장치 사이에 출력차단장치를 구비한다.An output blocking device is provided between the latch circuit output Q0 and the heater control device to block an output signal generated to boil water in the latch circuit output when the water heater is set to a warm state.
상기 온도검출장치는 물을 끓는 상태로 유지하거나 보온으로 유지할 때 상하 온도 편차를 5-15℃ 두어서 히터의 전원을 차단하거나 공급하도록 한다.The temperature detection device is to maintain the boiling state or to keep the water at a high and low temperature deviation 5-15 ℃ when maintaining the heat to cut off or supply the heater.
상기 온수기에 물이 없을 때 히터가 과열되는 것을 방지하는 고온에서 스위치를 오프시키는 전원차단장치를 히터와 릴레이 사이에 직렬로 연결한다.A power cut-off device for switching off the heater at a high temperature to prevent the heater from overheating when there is no water in the water heater is connected in series between the heater and the relay.
본 고안에 의한 전기온수기에 의하면 소비전력을 최소화시키고, 히터의 수명을 연장시키며, 온수기가 과열되어 히터가 손상되면서 누전이 발생하거나 화재가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.According to the electric water heater according to the present invention, it is possible to minimize the power consumption, to extend the life of the heater, and to prevent the short circuit or fire from occurring as the heater is overheated and the heater is damaged.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 전기온수기의 블럭도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1 의 구성을 도시한 회로도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a block diagram of an electric water heater according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a circuit diagram showing the configuration of FIG.
도 1 은 전기온수기의 주요장치는 온도센서(10), 감지된 온도에 따라 출력신호를 발생시키는 온도검출장치(20), 온도검출장치(20)의 출력을 래치시키는 R/S 래치회로(30), 래치회로에서 발생되는 출력에 따라 히터의 전원공금을 제어하는 히터제어장치(40), 온수기가 보온상태로 유지될 때 상기 래치회로 출력중에서 히터를 온시키는 신호를 차단하는 보온시 출력차단장치(50), 온도센서의 고장 즉, 센서가 단락 또는 단선되는 것을 감지하여 히터의 전원공급을 오프시키도록 하는 온도센서불량감지장치(25), 보온작동 및 히터가열상태를 표시하는 보온작동표시장치(60) 및 히터작동표시장치(70)를 포함한다.1 is a main device of the electric water heater includes a temperature sensor 10, a temperature detector 20 for generating an output signal according to the sensed temperature, and an R / S latch circuit 30 for latching the output of the temperature detector 20. ), A heater control device 40 for controlling the power supply of the heater in accordance with the output generated from the latch circuit, an output cut-off device for keeping warm when the water heater is kept in a warm state to block a signal for turning on the heater in the latch circuit output (50), the temperature sensor failure detection device 25 to turn off the power supply of the heater by detecting the failure of the temperature sensor, that is, the sensor short-circuit or disconnection, the thermal insulation operation display device for displaying the insulation operation and the heater heating state 60 and a heater operation indicator 70.
상기 온도센서(10)는 온수기 바닥면 또는 온수기 내부에 부착되어 온도를 감지하는 것으로 더미스터를 사용한다. 상기 더미스터는 온도가 증가함에 따라 저항이 작아지는 특성을 이용하는 전기소자이다.The temperature sensor 10 is attached to the bottom of the water heater or inside the water heater to use a dummyster to sense the temperature. The dummyster is an electric element using a characteristic that the resistance decreases with increasing temperature.
상기 온도센서(10)의 일측단자는 정전압을 제공하는 정전압발생장치(15)에 연결되고, 상기 온도검출장치(20)의 차동증폭기의 입력단자의 기준전압으로 상기 정전압이 제공되고, 상기 온도센서(10)를 통한 전압이 상기 차동증폭기의 입력단자의 비교전압으로 제공된다. 상기 온도검출장치(20)는 물을 끓이기 위해 히터가 동작하는 온도와 히터가 미동작하는 온도를 검출하는 검출장치(20A)와 물을 보온상태로 유지하기 위해 일정 온도 레벨을 검출하는 검출장치(20b)로 나누어진다.One side terminal of the temperature sensor 10 is connected to a constant voltage generator 15 that provides a constant voltage, the constant voltage is provided as a reference voltage of the input terminal of the differential amplifier of the temperature detector 20, the temperature sensor The voltage through 10 is provided as a comparison voltage of the input terminal of the differential amplifier. The temperature detecting device 20 includes a detecting device 20A for detecting a temperature at which the heater operates to boil water and a temperature at which the heater is not operating, and a detecting device for detecting a predetermined temperature level to keep the water in a warm state ( 20b).
참고로, 온도센서를 온수기 용기 내부에 담그기가 불편하기 때문에 온수기 용기의 바닥면에 온도센서(10)를 부착하되 물의 온도와 용기 바닥면의 온도차이를 감안하여 센서온도를 설정한다. 즉, 용기내부의 물이 끓게될 때 용기 바닥면의 온도는 약 78℃가 된다. 따라서, 센서가 검출한 온도가 약 78℃일 때 히터의 전원을 차단하도록 제어하고, 히터를 재작동하기 위한 온도를 약 65℃로 설정하여 이온도에서는 다시 히터의 전원을 공급하도록 제어한다.For reference, since it is inconvenient to immerse the temperature sensor inside the water heater container, the temperature sensor 10 is attached to the bottom surface of the water heater container, but the sensor temperature is set in consideration of the temperature difference between the water temperature and the bottom surface of the water heater. That is, the temperature of the bottom of the container is about 78 ℃ when the water in the container is boiled. Therefore, when the temperature detected by the sensor is about 78 ° C., the heater is controlled to be cut off, and the temperature for reactivating the heater is set to about 65 ° C. to control the heater to supply power to the heater again.
또한, 물을 보온상태로 유지하기 위해 물의 온도가 약 70℃일 때 용기 바닥면의 온도는 50℃로 설정하여 센서의 온도가 50℃일 때 히터의 전원을 차단하고 센서의 온도가 40℃일 때 히터의 전원을 공급하여 히터를 작동시키게된다.In addition, in order to keep the water warm, the temperature of the bottom of the container is set to 50 ° C when the water temperature is about 70 ° C. When the temperature of the sensor is 50 ° C, the heater is cut off and the temperature of the sensor is 40 ° C. When the heater is supplied by powering the heater.
상기 검출장치(20a,20b)는 차동증폭기로 이루어지는데 차동증폭기의 기준전압을 공급하기 위해 정전압발생회로(15)를 구비한다. 상기 정전압발생회로(15)는 Vcc에 저항(R1)이 연결되고 상기 저항(R1)의 타단과 접지 사이에 제너다이오드(ZN1)와 커패시터(C1)가 병렬 연결된다.The detection apparatuses 20a and 20b consist of differential amplifiers, each having a constant voltage generating circuit 15 for supplying a reference voltage of the differential amplifier. In the constant voltage generation circuit 15, a resistor R1 is connected to Vcc and a zener diode ZN1 and a capacitor C1 are connected in parallel between the other end of the resistor R1 and ground.
상기 정전압발생회로(10)의 기준전압은 저항(R2,R4,R11,R13)을 각각 통해 차동증폭기(U1A,U1B,U1C,U1D)의 +,-,+,- 입력단자로 제공된다. 상기 차동증폭기(U1A, U1B,U1C,U1D)의 +,-,+,- 입력단자는 저항(R3,R5,R10,R112)을 각각 통해 접지단자로 연결된다.The reference voltage of the constant voltage generation circuit 10 is provided to +,-, +,-input terminals of the differential amplifiers U1A, U1B, U1C, and U1D through resistors R2, R4, R11, and R13, respectively. The +,-, +,-input terminals of the differential amplifiers U1A, U1B, U1C, and U1D are connected to ground terminals through resistors R3, R5, R10, and R112, respectively.
그리고, 기준전압이 더미스터(TH1)를 거쳐 차동증폭기(U1A, U1B, U1C, U1D)의 -,+,-,+ 입력단으로 각각 연결되어, 차동증폭기는 기준전압과 온도에 따라 저항 값이 달라져 전위차가 달라진 전압을 비교하게 된다.In addition, the reference voltage is connected to the-, +,-, + input terminals of the differential amplifiers U1A, U1B, U1C, and U1D through the dummyster TH1, respectively, and the differential amplifier has different resistance values according to the reference voltage and temperature. The potential difference is compared with the voltage.
상기 차동증폭기(U1A,U1B,U1C,U1D)의 각각의 출력은 센서온도가 78℃에서는 로우, 65℃에서는 하이, 50℃에서는 로우, 42℃에서는 하이신호를 발생시켜서 R/S 래치회로(30)의 입력단자 (R0,S0,R1,S1)에 제공한다.The respective outputs of the differential amplifiers U1A, U1B, U1C, and U1D generate a low signal at 78 ° C, high at 65 ° C, low at 50 ° C, and high at 42 ° C, so that the R / S latch circuit 30 ) To the input terminals (R0, S0, R1, S1).
상기 R/S 래치회로(30)는 입력단자(R0,S0)와 (R1,S1)에서 입력신호가 하이가 입력되면 출력단자(Q0,Q1)는 각각 하이신호를 발생시키고, 로우신호가 들어오면 로우 신호를 발생시킨다.The R / S latch circuit 30 outputs high signals when the input signals are input high at the input terminals R0 and S0 and R1 and S1, respectively, and the output signals Q0 and Q1 generate high signals. When it generates a low signal.
이때, 보온상태로 스위치를 전환시켜 온수기의 물이 끓지 않도록 하기 위하여 상기 R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q0)에 보온시출력차단장치(50)에 연결된다. 상기 보온시출력차단장치(50)는 보온설정 스위치(S1)를 이용하여 수동으로 보온으로 설정하면 스위치(S1)가 Vcc 전원을 단선시켜서 트랜지스터(Q3)가 오프되어 R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q0)의 출력신호는 차단이 되며, 물을 끓일 때는 스위치(S1)에서 Vcc 전원을 단락시켜서 트랜지스터(Q3)가 턴온되어 R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q0)의 출력신호가 히터제어장치(40)로 제공된다. 그리고, 상기 보온작동표시장치(60)는 상기 스위치(S1)가 보온상태로 설정되어 오프되면 트랜지스터 (Q1)가 오프되어 Vcc 가 LED1을 통해 흐르면서 LED1이 발광하게 되어 보온상태를 표시하게 된다.At this time, in order to prevent the water of the water heater to boil by switching the switch to the warm state, the output terminal Q0 of the R / S latch circuit 30 is connected to the output cut-off device 50 when warming. When the thermal insulation output cut-off device 50 is manually set to thermal insulation using the thermal setting switch S1, the switch S1 disconnects the Vcc power supply so that the transistor Q3 is turned off so that the R / S latch circuit 30 The output signal of the output terminal Q0 of is cut off, and when boiling water, the transistor Q3 is turned on by shorting the Vcc power supply at the switch S1, so that the output terminal Q0 of the output terminal Q0 of the R / S latch circuit 30 is turned off. The output signal is provided to the heater control device 40. When the switch S1 is set to the warm state and is turned off, the transistor Q1 is turned off and Vcc flows through the LED1 so that the LED1 emits light to display the warm state.
한편, R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q1)는 항상 히터제어장치(40)로 연결되는데 보온상태에서도 히터를 작동해야하는 경우에는 언제든지 히터제어장치(40)로 하이신호를 제공하여 히터의 전원을 공급하도록 제어된다.On the other hand, the output terminal Q1 of the R / S latch circuit 30 is always connected to the heater control device 40. When the heater must be operated even in a warm state, the heater control device 40 provides a high signal at any time. Is controlled to supply power.
상기 R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q0)는 보온시 출력차단장치(50)를 거쳐서 다이오드(D1)에 연결되고, 또한, 상기 R/S 래치회로(30)의 출력단자(Q1)은 다이오드(D2)에 연결되어서 전류가 반대로 흐르는 것을 차단하며, 상기 다이오드(D1,D2)의 출력은 히터제어장치(40)에 저항(R16)과 직렬연결된 저항(R20)을 거쳐서 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되며, 컬렉터에는 릴레이(RLY1)를 거쳐 Vcc에 연결된다.The output terminal Q0 of the R / S latch circuit 30 is connected to the diode D1 via the output shutoff device 50 when warmed, and also the output terminal Q1 of the R / S latch circuit 30. ) Is connected to the diode D2 to block current from flowing in reverse, and the outputs of the diodes D1 and D2 are connected to the heater control device 40 via a resistor R20 connected in series with the resistor R16. ) Is connected to the base, and the collector is connected to Vcc via a relay (RLY1).
따라서, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 하이신호가 들어오면 트랜지스터가 턴온되어 Vcc가 릴레이를 통해 이미터로 전류가 흐르게 된다. 그로 인해 릴레이가 턴온되면서 히터의 전원이 공급되어 히터가 가열하게 된다.Accordingly, when a high signal enters the base of the transistor Q1, the transistor is turned on so that Vcc flows current to the emitter through the relay. As a result, the relay is turned on to supply power to the heater, thereby heating the heater.
본 고안에서 온수기의 내부에 물이 닳아서 히터가 과열되는 것을 차단하기 위한 장치로 히터와 릴레이(RLY1)에 직렬로 전원차단장치(45)를 구비한다. 이 전원차단장치는 일정온도보다 높게되면 스위치를 오프시키는 기능을 한다.In the present invention is a device for preventing the heater from being overheated by the wear of the water inside the water heater is provided with a power cut-off device 45 in series with the heater and the relay (RLY1). The power shutoff device turns off the switch when it is higher than a certain temperature.
상기 히터작동표시장치(70)는 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스가 하이가 될 때 저항 (R21)을 통해 트랜지스터(Q2) 베이스가 하이가 되어 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 컬렉터에 연결된 표시부(LED2)가 발광되어 히터가 작동하고 있는 것을 표시하게된다.The heater operation display device 70 includes a display portion LED2 connected to a collector by turning on the transistor Q2 by turning the base of the transistor Q2 high through the resistor R21 when the base of the transistor Q1 becomes high. Lights up to indicate that the heater is operating.
한편, 상기 온도센서불량감지장치(25)는 온도센서(10)의 단락 또는 단선을 감지하여 출력신호를 로우로 발생시키는 장치로서, 상기 정전압회로(10)의 기준전압이 저항(R6,R8)을 통해 차동증폭기(U2A,U2B)의 +, - 입력단자로 각각 연결되게 하고 동시에 더미스터의 일측단자에 기준전압을 제공한다. 그리고, 상기 차동증폭기(U2A, U2B)의 다른 입력단자인 -, + 단자에는 각각 기준전압이 온도센서(10)를 거쳐서 전달되게 되는데 온도센서(10)가 단락 또는 단선이 되는 경우 전위차가 발생되지 않거나, 전혀 전류가 흐르지 않는 것을 감지하여 차동증폭기(U2A,U2B)에서 출력신호를 로우로 발생시켜 히터제어장치(40)와 히터작동표시장치(70)의 입력이 로우상태를 유지하여 히터의 전원공급이 차단되게 된다. 그로인해 히터가 필요이상으로 가열되어 파괴되는 것과 히터가 가열이 안되며, 히터작동표시장치에는 표시부에 불이 꺼지게 된다.On the other hand, the temperature sensor failure detection device 25 is a device for detecting the short circuit or disconnection of the temperature sensor 10 to generate an output signal low, the reference voltage of the constant voltage circuit 10 is the resistance (R6, R8) Through the + and-input terminals of the differential amplifiers (U2A, U2B) are connected to each other and at the same time provides a reference voltage to one terminal of the dummy amplifier. In addition, reference voltages are transmitted to the other input terminals of the differential amplifiers U2A and U2B through the temperature sensor 10, respectively, and the potential difference is not generated when the temperature sensor 10 is shorted or disconnected. Or by detecting that no current flows at all, the output signal is generated low by the differential amplifiers U2A and U2B so that the inputs of the heater control device 40 and the heater operation indicator 70 remain low so that the heater power is supplied. Supply will be cut off. As a result, the heater is heated and destroyed more than necessary, and the heater is not heated, and the display unit is turned off in the heater operation display device.
전원공급장치는 일반적인 구성과 동일하므로 생략하고 본 고안의 전기온수기에도 전원을 공급할 때 전원 표시부를 설치하여 전원공급 유무를 확인할 수가 있다.Since the power supply unit is the same as the general configuration, it is omitted and the power supply unit can be installed to check the presence or absence of power supply when supplying power to the electric water heater of the present invention.
이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 온수기의 내부 용기의 온도를 일정 온도로 편차를 두어서 제어함으로 인하여 히터의 전원 공급이 자주 온, 오프되는 것을 방지하고 그로 인해 전력소모를 감소시키고, 히터의 수명을 연장할 수가 있다.According to the present invention described above, by controlling the temperature of the inner vessel of the water heater at a constant temperature to prevent the power supply of the heater to be frequently turned on and off, thereby reducing the power consumption, the life of the heater Can be extended.
그리고, 히터가 단락이 발생될 때 이것을 감지하여 히터에서 과열로 인해 히터가 손상되어 누전 또는 화재가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.In addition, when the heater generates a short circuit, the heater may be sensed to prevent the heater from being damaged due to overheating and a short circuit or a fire may be prevented.
그리고, 히터가 단선일 때 이것을 감지하여 히터가 문제가 있음을 알려주는 표시장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a display device that detects when the heater is disconnected and indicates that the heater has a problem.
또한, 용기에 물이 없는 경우 히터가 과열되는 것을 온도에 따른 전원차단장치를 설치하여 온수기의 수명을 연장시킬수가 있다.In addition, when there is no water in the container, it is possible to extend the life of the water heater by installing a power cut-off device according to the temperature that the heater is overheated.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101297606B1 (en) | 2011-06-30 | 2013-08-20 | 주식회사 우진플라임 | Sensing device of heater disconnection in injection molding machine and method thereof |
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2000
- 2000-08-21 KR KR2020000023649U patent/KR200211826Y1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101297606B1 (en) | 2011-06-30 | 2013-08-20 | 주식회사 우진플라임 | Sensing device of heater disconnection in injection molding machine and method thereof |
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Legal Events
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| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091102 Year of fee payment: 10 |
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