KR100330912B1 - 전열침구용 발열선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열침구용 발열선에 관한 것으로, 합금발열선과 체적저항값이 비슷하고 온도계수가 높은 순철(Fe)로 된 발열체로 발열선을 구성하여 전류가 지속적으로 공급되는 경우에도 발열선의 온도가 화재점 이하에서 포화되어 더 이상 상승되지 않게 함으로써, 온도조절장치의 고장으로 발열선에 공급되는 전원제어가 이루어지지 않는 경우에 발열선이 과열되어 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

전열침구용 발열선{heating wire for electric thermal mat}

본 발명은 전열침구용 발열선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도조절장치에 고장이 발생된 경우에도 고열로 인한 화재의 위험이 없는 전열침구용 발열선에 관한 것이다.

일반적으로, 전열침구(電熱寢具)는, 전열(電熱)에 의해 일정온도를 유지시키는 난방기기의 일종으로서, 전기요와 전기장판과 전기매트와 전기카페트 등이 있으며, 대체로 도 1에 도시된 바와 같이, 발열선(1)을 보온재(2)의 내부에 지그재그(Zig Zag)로 배열하고 발열선(1)의 종단에는 이용자가 설정한 온도에 따라 발열선(1)에 전원을 인가하는 온도조절장치(3)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 발열선(1)은 상기 온도조절장치(3)로부터 전원을 공급받아 전열을 발생하는 발열체와, 이 발열체의 외주면을 감싸는 절연외피 등으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 전열침구는, 이용자가 온도조절장치(3)를 온(On)시키고 온도를 설정하면, 온도조절장치(3)에서 발열선(1)의 온도를 감지하여 감지된 온도를 이용자가 설정한 온도로 유지시키도록 발열선(1)에 인가되는 전원을 제어하도록 되어 있다.

여기서, 전원의 제어는 온도조절장치(3)의 구성 부품에 따라 단순 온/오프제어나 전원의 위상제어 또는 쵸핑(Choping)에 의해 일정전류를 지속적으로 공급하는 방식 등이 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전열침구용 발열선은, 그 내부의 발열체가 비교적 온도계수가 낮은 합금(예를 들면, 니켈과 크롬의 합금)으로 되어 있기 때문에, 발열선 자체의 발열온도에 영향을 받지 않고 전원이 공급되는 동안에는 열과 온도의 상승이 지속되는 특성이 있는 바, 온도조절기에 오동작 또는 고장이 발생되어 발열선에 공급되는 전원이 조절되지 못하면 과열되어 화재가 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로, 온도가 상승되면 전력소비가 감소되어 온도가 일정치 이상 상승되는 것을 억제하는 재질로 발열선을 구성함으로써, 온도조절기에 고장이 발생되는 경우에도 과열에 의해 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있는 전열침구용 발열선을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전열침구를 도시한 평면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전열침구용 발열선의 구조를 도시한 개략도.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선 방향으로 본 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 발열선 11: 절연심실

12: 발열체 13: 온도감응수지

14: 온도감지용 전극 15: 절연외피

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전열침구용 발열선은, 발열선에 포함되는 발열체가 순철(Fe)인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선의 구조를 설명하기 위한 개략도로서, 동 도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열선(10)은, 여러 가닥의 절연체로 된 절연심실(11)과, 이 절연심실(11)의 외주면에 나선형으로 권선된 발열체(12)와, 비교적 온도전달률이 높은 소정 재질(예를 들면, 나일론)로서 상기 절연심실(11)과 발열체(12)의 외주면을 감싸는 온도감응수지(13)와, 이 온도감응수지(13)에 권선된 온도감지용 전극(14) 및, 상기 온도감응수지(13)와 온도감지용 전극(14)의 외주면에 피복된 절연외피(15)로 구성된다.

여기서, 상기 발열체(12)는 순철(Fe; 일예로, 순도 99.9％ 이상)로 이루어지며, 도 3에 도시된 바와 같으며, 그 외주면에는 부식을 방지하기 위해 소정재질(예를 들면, 아연(Zn) 등)로 코팅층(12a)이 형성되어 있다.

상기 코팅층(12a)은 도금이나 화학적인 증착방식 등 현재까지 개발된 여러 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 발열선(10)은 발열체(12)의 재질을 순철(Fe)로 하였는데, 이 순철은 체적고유저항값이 대략 10.1 [Ω/㎛] 정도로 합금발열선과 비슷하고, 온도계수가 대략 0.0062로서 금속 중 대단히 높기 때문에, 온도가 상승될수록 전력소비가 감소하여 일정온도 이상에서 온도상승이 억제된다.

보다 구체적으로 설명하면, 발열체(12)의 소비전력을 구하는 공식인 하기의 수학식 1을 이용해 발열체(12)의 온도 상승에 따른 소비전력을 구하면, 발열체(12)의 온도가 대략 100℃ 정도 상승할 때의 소비전력은 하기의 수학식 2에 나타난 바와 같으며, 발열체(12)의 온도가 대략 200℃ 정도 상승할 때의 소비전력은 하기의 수학식 3에 나타난 바와 같다.

여기서, 'W' 는 발열체의 소비전력, 'E'는 전압, 'R'은 저항, 'r' 발열체의 초기저항값, ''는 온도변화, 'k'는 발열체의 온도계수이다.

상기의 수학식 2 및 3을 참조하면 알 수 있듯이, 순철로 된 발열체(12)의 소비전력은 온도가 대략 100℃ 상승할 때 38％가 감소되고, 온도가 대략 200℃ 상승할 때 55.4％가 감소되는 바, 발열선(10)의 표면온도가 대략 200℃ 정도에서 포화되며 화재발생온도까지의 온도상승시간이 매우 지연된다.

따라서, 온도조절장치에 고장이 발생되어 발열선(10)의 공급되는 전원을 제어하지 못하는 경우에도, 발열체(12)의 온도가 화재점 미만에서 포화되고 온도상승시간이 매우 지연되어 화재가 발생되지 않게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 체적고유저항값이 합금발열선과 비슷하고 온도계수가 높은 순철(Fe)로 된 발열체로 발열선을 구성하여 전류가 지속적으로 공급되는 경우에도 발열선의 온도가 화재점 이하에서 포화되어 더 이상 상승되지 않음으로써, 온도조절장치의 고장으로 발열선에 공급되는 전원제어가 이루어지지 않는 경우에 발열선이 과열되어 화재가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전기요나 전기장판 또는 전기매트나 전기카페트 등의 전열침구에 사용되는 전열침구용 발열선에 있어서,

   상기 발열선에 포함되는 발열체가 순철(Fe)인 것을 특징으로 하는 전열침구용 발열선.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체의 외주면에는, 부식방지용의 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전열침구용 발열선.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발열체는 절연심실의 외주면에 나선형으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 전열침구용 발열선.