KR100634754B1 - 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정확한 온도제어를 할 수 있고 전원 공급시 발열선에서 발생되는 유해 전자파를 흡수하여 제거할 수 있는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선에 관한 것으로, 일정한 저항을 갖는 선재로 만들어져 전원의 공급에 의해 발열되는 열선과; 상기 열선 주위를 감싸며 발열 도선을 절연시키기 위한 내부 절연층과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 나선형으로 권선되며 발열 온도를 감지하는 온도 감지선과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 상기 온도 감지선과 나란하게 나선형으로 권선되며 한쪽 끝은 상기 열선과 접속되고 이 열선에 전원을 공급하는 전원 공급선과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 나란히 권선된 상기 온도 감지선 및 전원 공급선을 감싸는 구조로 상기 온도 감지선과 전원 공급선에 대하여 절연체 및 유전체 역할을 하는 층이며, 이 층과 접해서 상기 온도 감지선과 전원 공급선간에 발생되는 커패시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도가 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 열 감지층과; 상기 열 감지층 주위를 감싸며 이 열 감지층의 외주에 형성된 외부 절연층;을 포함하여 이루어져 온도 제어를 용이하고 정확하게 할 수 있으며 발열선에서 발생되는 전기장 및 자기장을 효과적으로 차폐할 수 있다.

발열선, 전자파, 차폐, 써미스터, 나일론, 온도, 감지, 커패시턴스

Description

온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선{Heating Wire Having Thermostat to Shield Electromagnetic Wave}

도1은 종래 기술에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선을 도시한 개략도.

도2는 다른 종래 기술에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선을 도시한 개략도.

도3은 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선의 실시예를 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,1a,11 : 열선 2,22 : 내부 절연층

3,3a,33 : 온도 감지선 4,44 : 전원 공급선

5 : 중간 절연층 5a,55 : 열 감지층

6,6a,66 : 외부 절연층 7a : 권선 축

본 발명은 전기 장판, 전기 담요, 옥 매트, 찜질용 패드 등에 사용되는 발열선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열선의 온도를 정확하게 제어하고 전원 공급시 발열선에서 발생되는 유해 전자파를 제거할 수 있는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선에 관한 것이다.

우리의 일상 생활에 있어서 없어서는 안될 소중한 자원인 전기를 이용한 전기 장판 등의 난방 장치에는 저항값이 큰 발열선에 전기가 흐르도록 함으로써 열을 발생하는 전기 제품이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 상기 발열선을 이용한 전기 제품은 사용하기가 간편하고 별도의 특별한 시설이 요구되지 않으므로 생활에 많은 편의를 제공하고 있으나, 한편으로 전기를 잘못 사용함으로써 발생되는 감전에 대한 두려움과, 전기 제품에서 발생하는 인체에 유해한 전자파에 대한 두려움 등으로 사용을 꺼려하는 경향이 있어온 게 사실이다. 특히, 전자파에 대해서는 심리적, 생리적 및 신체적으로 큰 피해를 줄 수 있다는 많은 연구자료가 보고되면서 전자파에 대한 사용자의 관심이 날로 높아지고 있는 실정이다. 이러한 전자파의 발생 유형으로는 전자 제품 본체로부터 발생되는 전자파가 있는 반면에, 전원이 공급되는 전원선이나 발열선으로부터 발생되는 전자파도 있다.

이러한 전자파를 억제하기 위한 종래의 발열선의 다양한 예들 중에서 일반적으로 채택되고 있는 기술을 도면 도1을 참조하여 살펴보기로 한다. 보통 전기 장판이나 전기 담요 등을 사용할 때 발열선으로부터 유해 전자파가 발생하는 것을 억제하기 위해 온도 감지선(3)이 내부 절연층(2)에 의해 감싸지며, 상기 내부 절연층(2)에 열선(1)이 어느 한 방향으로 권선되고, 상기 열선(1)을 감싸며 중간 절연층(5)이 피복되며, 상기 중간 절연층(5)에는 두 선(1,4)에서 발생하는 자기장을 서로 상쇄할 수 있도록 전원 공급선(4)이 열선(1)의 권선 방향과 동일한 방향으로 권선되고 한 쪽 끝에서 두 선(1,4)이 접속(join)되며, 상기 전원 공급선(4)의 주위로 외부 절연층(6)이 피복되는 구성을 갖는다.

상기한 종래의 발열선은 온도 감지선(3), 열선(1) 및 전원 공급선(4)을 각각 따로 권선하거나 설치하여야 하므로 일손이 많이 소요되어 작업 능률이 떨어지고 온도 감지선이 발열선의 안쪽에 위치하여 발열선의 온도 감지에 있어서도 정확성이 다소 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 전자파를 억제하기 위한 종래의 발열선의 다양한 예들 중에서 일반적으로 채택되고 있는 다른 기술을 도면 도2를 참조하여 살펴보기로 한다.

이 발열선은 권선 축(7a)이 되는 권심위에 열선(1a)을 1차 권선하고 그 위에 나일론 써미스터로 된 열 감지층(5a)을 피복한 후, 다시 열 감지층(5a) 위에 온도 감지선(3a)를 2차 권선하며 그 위에 외부 절연층(6a)을 피복하여 구성된다. 열선(1a)의 발열에 의해서 발생되는 온도 변화에 대하여 열 감지층(5a)의 임피던스 변화를 온도 감지선(3a)으로 검출하여 미 도시된 컨트롤러로 보내서 전기 장판 또는 전기요의 온도를 조절하고 있다. 나일론 써미스터로 된 열 감지층(5a)에 의한 상기 발열선에서는 비교적 정확하게 온도를 제어할 수는 있으나, 발열선에서 발생 되는 유해 전자파(전기장 및 자기장)를 제대로 억제하지 못하는 문제점이 여전히 존재하고 있다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 온도 감지선과 전원 공급선간에 발생되는 커패시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도가 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 원리를 이용하여 보다 정확한 온도제어를 할 수 있고 전원 공급시 발열선에서 발생되는 유해 전자파를 흡수하여 제거할 수 있는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선은 일정한 저항을 갖는 선재로 만들어져 전원의 공급에 의해 발열되는 열선과; 상기 열선 주위를 감싸며 열선을 절연시키기 위한 내부 절연층과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 나선형으로 권선되며 발열 온도를 감지하는 온도 감지선과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 상기 온도 감지선과 나란하게 나선형으로 권선되며 한쪽 끝은 상기 열선과 접속되고 이 열선에 전원을 공급하는 전원 공급선과; 상기 내부 절연층상의 외주면에 나란히 권선된 상기 온도 감지선 및 전원 공급선을 감싸는 구조로 상기 온도 감지선과 전원 공급선에 대하여 절연체 및 유전체 역할을 하는 층이며, 이 층과 접해서 상기 온도 감지선과 전원 공급선간에 발생되는 커패 시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도가 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 열 감지층과; 상기 열 감지층 주위를 감싸며 이 열 감지층의 외주에 형성된 외부 절연층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선에서 상기 열 감지층의 재질이 써미스터용 나일론 수지인 것을 특징으로 한다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선에서 상기 외부 절연층의 재질이 PVC인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도3을 참조하여 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선의 실시예를 상세하게 설명해 보기로 한다. 도3은 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선의 실시예를 도시한 개략도이다.

본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선은 열선(11), 내부 절연층(22), 온도 감지선(33), 전원 공급선(44), 열 감지층(55), 외부 절연층(66)을 포함하여 이루어져 있다. 도3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 열선(11)은 전원이 공급되면 열이 발생되는 부분이고, 이 열선(11)의 재질은 도전성을 갖는 니크롬선, 동선, 니켈 및 동의 합금선이 주로 사용되며, 열선(11) 주위를 내부 절연층(22)이 감싸고 있다. 절연을 위하여 상기 열선(11)에는 에나멜 코팅 처리를 한다.

상기 내부 절연층(22)은 내열성이 우수한 실리콘, 나일론 수지, 또는 테플론 재질로 이루어지며 상기 열선(11)을 보호하며 여기서 발생한 열을 외부로 전달하거나 절연하는 역할을 수행한다.

상기 온도 감지선(33)은 발열 온도를 감지하는 것으로, 이 온도 감지선(33)과 전원 공급선(44)간에는 상기 열 감지층(55)이 유전체 역할을 하기 때문에 양 선(33,44)간에 발생되는 커패시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도를 감지하게 된다. 상기 온도 감지선(33)에 의해서 발열선의 온도가 감지되고 미 도시된 공지 기술인 온도 제어장치를 통하여 온도 제어가 수행된다. 그리고 온도 감지선(33)은 내부 절연층(22)상의 외주면에 전원 공급선(44)과 나란하게 나선형으로 권선되며 재질은 주로 동선 또는 철선이 사용된다. 주의할 점은, 상기 온도 감지선(33)에 에나멜 코팅을 하면 커패시턴스(정전용량) 값이 제대로 나오지 않기 때문에 본 발명에 의한 온도 감지선(33)에는 에나멜 코팅을 하지 않는다.

상기 전원 공급선(44)은 상기 내부 절연층(22)상의 외주면에 온도 감지선(33)과 나란하게 나선형으로 권선되며 한쪽 끝은 상기 열선(11)과 접속되고 이 열선(11)에 전원을 공급한다. 상기 전원 공급선(44)에 교류(AC) 전원을 가하면 이 전원 공급선(44)이 접지선 역할도 겸하게 되므로 발열선에서 발생되는 전기장도 상당 폭 감소하게 되어 전자파가 줄어든다. 재질은 주로 저항값이 적은 동선이 사용되며 온도 감지선(33)과 마찬가지로 에나멜 코팅을 하지 않는다. 또한, 전원 공급선(44)은 권선작업의 능률 향상을 위해 상기 열 감지층(55)상의 외주면에 온도 감지 선(33)과 투윈(쌍)으로 나선형으로 권선된다. 여기서, 열선(11)과 전원 공급선(44)의 한쪽 끝이 접합(joint)되도록 연결되어 두 선(11,44)에서 발생되는 자기장이 대부분 서로 상쇄되어 전자파가 그 만큼 감소하게 된다.

상기 열 감지층(55)은 온도 감지선(33) 및 전원 공급선(44)을 감싸며 온도 감지선(33) 및 전원 공급선(44) 사이에서 절연체 및 유전체 역할을 하는 층이며, 인접하는 상기 온도 감지선(33)과 전원 공급선(44)간에 발생되는 커패시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도가 상기 온도 감지(33)선에 의해 매우 정확하게 감지된다. 상기 열 감지층(55)의 재질은 써미스터용 나일론 수지이며 상기 온도 감지선(33)과 전원 공급선(44)의 내구성을 높여주는 역할도 한다.

외부 절연층(66)은 상기 열 감지층(55)을 감싸며 열 감지층(55)의 외주에 형성되고 절연성, 내수성 및 내열성을 갖추면서 전자파를 차폐하는 기능도 가지며 외부의 충격에 견디는데 용이한 PVC 재질을 사용한다.

상기한 바와 같이 열선(11) 및 전원 공급선(44)에 전원이 공급되면 자기장은 대부분 서로 상쇄되고 전기장도 많이 차폐되어 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선에서는 보다 정확한 온도 제어가 가능하며 인체에 유해한 전자파가 거의 배출되지 않거나 상당히 감소하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선은 기존의 바이메탈과 온도센서에 의한 온도제어 장치보다 구조가 간단해지고, 제조시 온도 감지선(33)과 전원 공급선(44)을 동시에 감을 수 있어 작업능률을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 발열선의 전체 굵기도 작아지며, 보다 정확하게 발열선의 온도를 감지하여 온도제어를 하므로써 사용시 안전성을 도모할 수 있고, 발열선에서 발생되는 유해 전자파를 매우 효과적으로 억제할 수 있는 등 여러 가지 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일정한 저항을 갖는 선재로 만들어져 전원의 공급에 의해 발열되는 열선과;

   상기 열선 주위를 감싸며 발열 도선을 절연시키기 위한 내부 절연층과;

   상기 내부 절연층상의 외주면에 나선형으로 권선되며 발열 온도를 감지하는 온도 감지선과;

   상기 내부 절연층상의 외주면에 상기 온도 감지선과 나란하게 나선형으로 권선되며 한쪽 끝은 상기 열선과 접속되고 이 열선에 전원을 공급하는 전원 공급선과;

   상기 내부 절연층상의 외주면에 나란히 권선된 상기 온도 감지선 및 전원 공급선을 감싸는 구조로 상기 온도 감지선과 전원 공급선에 대하여 절연체 및 유전체 역할을 하는 층이며, 이 층과 접해서 상기 온도 감지선과 전원 공급선간에 발생되는 커패시턴스(정전용량)의 변화로 발열선의 발열 온도가 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 열 감지층과;

   상기 열 감지층 주위를 감싸며 이 열 감지층의 외주에 형성된 외부 절연층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 열 감지층의 재질은 써미스터용 나일론 수지인 것을 특징으로 하는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 외부 절연층의 재질은 PVC인 것을 특징으로 하는 온도 감지기가 내장된 전자파 차폐용 발열선.

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