KR200366635Y1 - 무자계 발열체 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 무자계 발열체에 관한 것이다.

이는특히, 심재의 외측에 복수의 제1도체가 상호 만나지 않도록 나선상으로 권선되고, 상기 제1도체의 상측에 제1절연층이 적층되며, 상기 제1절연층의 상부에 제2도체가 나선상으로 권선되고, 상기 제2도체의 상부에 제2절연층이 적층되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라서, 심재에 권선되는 제1도체의 유동이 방지되도록 하고, 자계가 외부로 누설되는 것을 방지하도록 하는 것이다.

Description

무자계 발열체{a heating element with clear of magnetic field}

본 고안은 무자계 발열체에 관한 것으로서 보다 상세하게로는, 심재의 외측에 복수의 제1도체가 접촉되지 않도록 나선상으로 권선되고, 상기 제1도체의 상측에 제1절연층이 적층되며, 상기 제1절연층의 상부에 하나 이상의 코일이 나선상으로 권선되는 제2도체가 설치되고, 상기 제2도체의 상부에 제2절연층이 적층되는 구성으로 심재에 권선되는 제1도체의 유동이 방지되도록 하고, 자계가 외부로 누설되는 것을 방지하도록 하는 무자계 발열체에 관한 것이다.

일반적으로 전열선은 권선기에서 꼬아진 다수의 동선 외주면에 테프론층을 압출성형하고, 상기 테프론층의 외주면에 발열체를 나선형상으로 권선하며, 상기 발열체를 절연피복하도록 실리콘 고무를 압출성형해서 실리콘 고무층을 적층 형성한다.

그런데, 이와 같이 구성으로 된 전열선은 실리콘 고무층을 압출성형할 때에 테프론층상에 나선형상으로 권회되어 있는 발열체가 실리콘 고무의 압출력에 의해 한쪽으로 밀려서 불량품의 전열선이 생산된다는 등의 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기 테프론층이 1층으로 되어 있어 동선과 발열체사이에 절연파괴가 발생해서 전열선을 전기 매트, 온열치료기 또는 뜸질기 등에 사용할 경우 화재가 발생할 염려가 있다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 무자계 열선이 등록실용신안공보 제168362호에 개시되어 있으며 그 구성은 도1에 도시한 바와같이, 다수 가닥의 꼬은 감지선(10)과, 특정 절연내압을 가지도록 테프론으로 압출성형해서 상기 감지선(10)을 피복하는 제1 테프론층(12)과, 상기 제1 테프론층(12)의 절연내압을 증가시키도록 제1 테프론층(12)의 외주면에 테프론으로 압출성형된 제2 테프론층(14)과, 전원인가시에 상기 동선에서 방출되는 자계를 흡수함과 동시에, 열을 방출하도록 상기 제2 테프론층(14)상에 나선형상으로 권선되는 발열체(16)와, 상기 발열체(16)의 위치를 고정시킴과 동시에, 상기 발열체(16)에서 발열되는 열을 일부 차단시키도록 상기 발열체(16)상에 석면으로 편조된 석면편조층(18)과, 상기 석면편조층(18)상에 형성된 절연층(20)의 적층 구조로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 무자계 열선은, 감지선(10)이 내측에 위치하여 발열체(16)로 부터의 온도만을 감지하여 주변온도에 따른 보상은 전혀 할수 없게 됨으로써 주변온도에 상관없이 항상 일정한 온도에서만 발열동작이 일어나 열선의 신뢰성을 저하시키며, 2층의 테프론층으로 구성되어 공정이 증가함은 물론 발열선의 직경이 증가되고, 선택되는 한가지 용도로서만 사용하지 못하는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 단점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 제조 수율을 향상시킬 수 있도록 하고, 주변온도에 민감하도록 하여 주변온도에 따라 항상 일정한 발열성능을 갖도록 하며, 간단한 공정으로 발열체의 제조가 가능하도록 하고, 자계가 외부로 누출되지 않도록 하며, 발열체의 유동에 의해 발열선이 숏트되는 것을 방지하도록 하고, 다양한 용도에 따라 적절하게 연결할수 있도록 하는 무자계 발열체를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 무자계 열선을 도시한 사시도 이다.

도2a,b,c는 각각 본 고안에 따른 무자계 발열체를 도시한 사시도 이다.

도3은 본 고안에 따른 무자계 발열체 제조를 위한 작업 순서도 이다.

도4는 본 고안에 따른 도2a의 무자계 발열체를 도시한 단면도 이다.

도5a,b는 각각 본 고안의 다른 실시예에 따른 무자계 발열체를 도시한 사시도및 단면도 이다.

도6a,b는 각각 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 무자계 발열체를 도시한 사시도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...심재 130...유동방지층

200...제1도체 210,230...코일

310...제1절연층 330...제2절연층

400...제2도체

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 심재의 외측에 복수의 코일로 이루어진 제1도체가 평행하게 나선상으로 권선되고, 상기 제1도체의 상측에 제1절연층이 적층되어 피복되며, 상기 제1절연층의 상부에 개별 권선되는 적어도 하나 이상의 코일로 이루어진 제2도체가 나선상으로 권선되고, 상기 제2도체의 상부에 제2절연층이 적층되어 피복되는 구성으로 이루어진 무자계 발열체가 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도6에 도시한 바와같이 본 고안의 발열체는, 유리섬유나 폴리에스터사로 이루어진 심재(100)의 외측에 상호 평형을 유지하는 복수의 코일(210)(230)로서 이루어진 제1도체(200)가 나선상으로 권선된다.

이때, 상기 심재(100)의 외측에는 실리콘으로 피복되는 유동방지층(130)이 더 피복형성된다.

또한, 상기 유동방지층(130)은, 커본폴리머 수지의 피복에 의해 형성되어도 좋다.

계속하여, 상기 제1도체(200)의 상측에 실리콘이나 pvc수지 중에서 선택되는 어느 하나가 압출되어 제1도체를 절연피복하도록 제1절연층(310)이 일체로 적층 피복된다.

또한, 상기 제1절연층(310)은, 커본폴리머 수지의 피복에 의해 형성되어도 좋다.

그리고, 상기 제1절연층(310)의 상부에 제2도체(400)가 나선상으로 권선된다.

상기 제2도체(400)는, 그 사용 용도에 따라 알루미늄 또는 동선으로 구성되거나, 제1도체와 동일 재질로 형성된다.

더하여, 상기 제2도체(400)의 상부에 pvc수지나 실리콘수지중에서 선택되는 어느 하나가 압출되어 제2도체의 외경측을 절연피복 하도록 제2절연층(330)이 일체로 적층 피복된다.

한편, 도6에서와 같이, 유리섬유나 폴리에스터사로 이루어진 심재(100)의 외측에 상호 평형을 유지하는 복수의 코일(210)(230)로서 이루어진 제1도체(200)가 나선상으로 권선된다.

상기 심재(100)의 외측에는 실리콘, 커본폴리머 수지등이 피복되는 유동방지층(130)이 피복되고, 상기 제1도체(200)중 하나의 코일(230)은 내선(230a)의 외측에 에나멜코팅등으로 이루어진 절연피복층(230b)이 일체로 형성된다.

계속하여, 상기 제1도체(100)의 상측에 실리콘이나 pvc수지, 카본폴리머수지 중에서 선택되는 어느 하나가 압출되어 제1도체를 절연피복하도록 제1절연층(310)이 일체로 적층 피복된다.

그리고, 상기 제1절연층(310)의 외측에 상호 평형을 유지하는 복수의 코일(410)(430)로서 이루어진 제2도체(200)가 나선상으로 권선된다.

상기 코일(430)은, 내선(430a)의 외측에 에나멜코팅등으로 이루어진 절연피복층(430b)이 일체로 형성되는 구성으로 이루어 진다.

이상에서와 같이 본 고안에 적용되는 제1도체(200)및 제2도체(400)는, 2개의 코일을 모두 나선(裸線)으로 하거나 그중 하나의 코일을 나선으로 하고 다른 하나의 코일을 절연피복층을 갖도록 하는등 사용 목적에 따라 다양하게 적용할수 있게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도6에서와 같이, 유리섬유나 폴리에스터사로 이루어진 심재(100)의 외측에 상호 평형을 유지하도록 권선되는 복수의 코일(210)(230)에는 전류의 흐름이 각각 반대가 되도록 하여 발연선에서 발생되는 자기장의 방향이 서로 반대가 되고, 이때 흐르는 전류량은 동일하게 됨으로 자기장은 상호 상쇄되는 효과를 가져온다.

그리고, 상기 심재(100)의 외측에는 곧바로 제1도체(100)가 권선되는 것이 아니라 실리콘으로 피복되는 유동방지층(130)이 피복되어 그 상측에 제1도체(100)가 권선되므로 재질상의 특징에 의해 소정의 탄성을 유지하는 유동방지층(130)을 통하여 제1도체(100)의 코일이 상호 숏트되는 것을 방지한다.

더하여, 상기 제1도체(100)가 권선되는 심재(100)의 상측으로는 심재와 반대방향을 향하도록 심재와 동일재질의 표재(미도시)가 권취되어 굽힘에 대한 소정의 강도를 유지하게 된다.

계속하여, 상기 제1도체(100)의 상측에 실리콘이나 pvc수지 중에서 선택되는 어느 하나가 압출되어 제1절연층(310)을 일체로 형성하므로서 제1도체를 유동을 방지하면서 절연피복하게 된다.

이때, 상기 제1절연층(310)의 재질로 카본폴리머를 사용하고 그 내측에 설치되는 제1도체(200)가 발열선으로 사용되면 상기 카본폴리머의 특성에 의해 일정온도 이상에서는 발열되는 것을 차단하게 된다.

그리고, 상기 제1절연층(310)의 상부에 나선상으로 권선되는 제2도체(400)및 제1도체(100)는 알루미늄 또는 동사, 합금선, 리크롬선중에서 선택되는 어느 하나로서 전류의 흐름이 원활함은 물론 용이하게 발열토록 된다.

또한, 상기 제2도체(400)는, 그 사용 목적에 따라 실드선과 발열선 및 감지선의 역활을 수행하게 되고, 한선 또는 2개의 선을 나선상으로 권취한후 사용할수 있으며, 복수의 선을 권취할때는 그중 하나를 절연피복층(430b)을 갖는 선으로 하면 코일의 접촉에 의한 쇼트등을 염려할 필요가 없게 된다.

상기 제1도체(200)를 발열선으로 제2도체(400)를 감지선으로 사용할 경우 상기 감지선이 제2도체(400)의 외경측 즉 외부공기와 발열체의 중간에 위치하여 주변온도에 따른 온도변화에 용이하게 대처할수 있게 된다.

그리고, 상기 제1,2도체(200)(400)모두를 발열선으로 사용될 경우 상기 복수의 코일로서 이루어진 제1도체(100)에는 동일한 전류량이 인가되면서 일방향으로 전류흐름이 형성되고, 제2도체(400) 역시 동일한 전류량이 인가되면서 타방향으로의 전류흐름이 형성되어 자기장을 상호 상쇄하게 된다.

이때, 상기 제1도체(200)가 감겨지는 심재(100) 외측의 유동방지층(130)및 제1절연층(310)이 각각 카본폴리머로 이루어져 발열선이 일정온도 이상 상승되는 것을 자동차단하게 된다.

더하여, 상기 제2도체(400)의 상부에 pvc수지나 실리콘수지중 어느 하나가 압출되는 구성으로 제2절연층(330)을 형성하여 피복의 노출에 의한 단선이나 숏트등을 방지함은 물론 발열선에 소정의 강도를 유지하게 된다.

한편, 도6에서와 같이, 상기 심재(100)의 외측에 평행하게 권선되는 코일(210)(230)중 하나의 코일(230)이 내선(230a)의 외측에 에나멜코팅등으로 이루어진 절연피복층(230b)이 일체로 형성되어 상호 절연토록 됨으로써 별도의 유동방지층(130)을 설치하지 않다도 되고, 이를 통하여 확실한 절연효과를 가져오게 된다.

계속하여, 상기 제1도체(100)의 상측에 제1절연층(310)을 개재한후 권선되는 제2도체(200) 역시 상호 평형을 유지하는 복수의 코일(410)(430)중 하나의 코일(430)이 내선(430a)의 외측에 에나멜코팅등으로 이루어진 절연피복층(430b)이 일체로 형성되어 상호 절연토록 된다.

상기와 같이 복수의 코일로 이루어진 제1,2도체(100)(200)를 상호 연결하여 발열체로 사용하거나, 제1,2도체(100)(200)중 어느 하나만을 발열체로 나머지를 실드선,감지선 등으로 사용할수 있게 되어 선택의 폭이 매우 다양하며 절연을 위한 별도의 피복이 불필요 하게 된다.

그리고, 상기와 같이 발연선, 실드선및 감지선의 역활을 수행하는 제2도체(400)가 감지선으로 사용될때 상기 제2도체(200)는 발열선의 외부에 위치함으로서 주변온도에 민감하게 반응하여 주변 온도가 저하될때 그 발열량이 감소되어 주변온도에 따라 일정량 발열량을 유지할수 있도록 된다.

또한, 상기 제2도체(100)(200)는 사용상태에 따라 제1도체(100)와 적절하게 연결 또는 분리하여 감지선및 실드선으로 사용되어 다양한 용도로 사용할수 있게 된다.

더하여, 상기 제1도체(200)및 제2도체(400)로서 복수의 코일이 사용될때 이에 사용되는 각각의 코일은 제2에서와 같이 일단이 각각 연결되는 구성으로 발열체를 매트에 설치시 발열체의 양단을 서로 연결할 필요가 없게 되어 발열체의 배치가 손쉽게 이루어 지게 되는 것이다.

이상과 같이 본 고안의 발열체에 의하면, 간단한 구성에 의해 제조 수율을 향상시키고, 주변온도에 민감하도록 하여 주변온도에 따라 항상 일정한 발열성능을 갖으며, 간단한 공정으로 발열체의 제조가 가능하고, 자계가 외부로 누출되지 않게되며, 발열체의 유동에 의해 발열선이 숏트되는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다.

본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 실용신안등록청구범위에 의해 제공되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 극히 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (7)

1. 심재(100)의 외측에 일단이 연결되는 복수의 코일(210)(230)로서 이루어지면서 이에 동일한 전류량이 반대방향의 흐름을 갖도록 각각 공급되는 제1도체(200)가 나선상으로 권선되고, 상기 제1도체의 상측에 제1절연층(310)이 절연피복된후 그 상부에 각각 권선되는 적어도 하나이상의 코일로 이루어진 제2도체(400)가 나선상으로 설치되며, 상기 제2도체(400)를 절연피복하도록 제2절연층(330)이 적층되는 구성으로 이루어진 무자계 발열체.
2. 제1항에 있어서, 상기 심재(100)는, 유리섬유나 폴리에스터사에서 선택되며, 제1,2도체는, 알루미늄 또는 동선, 합금선, 리크롬선중에서 선택되는 어느 하나로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 심재(100)는, 그 외측에 실리콘이나, 폴리머 카본중에서 선택되는 재질이 피복되는 유동방지층(130)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2도체(400)는, 일단이 연결되는 복수의 코일(410)(430)로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1도체(200)와 제2도체(400)는 복수의 코일이 각각 동일한 전류량이 반대방향의 흐름을 갖도록 각각 공급되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1,2도체는, 하나의 코일(210)(410)과 다른 하나의 코일(230)(430)로서 이루어 지며, 상기 코일(230)(430)은, 내선(230a)(430a)의 외측에 절연피복층(230b)(430b)이 일체로 피복되는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1절연층(310)는, 실리콘이나, 폴리머 카본중에서 선택되는 재질로서 제1도체의 외측에 피복되는 것을 특징으로 하는 무자계 발열체.