KR100709096B1 - 전자파 차단 발열선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기요, 전기장판, 전기찜질기 등의 전열 침구류, 온열기에 사용되는 발열선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 발열선 온도를 측정하지 않고 사용자에 의해 가열 온도를 강, 약으로 간단히 조절하여 작동시키는 심플형 침구류, 온열기에 있어서 유도 자기장이 발생되지 않고, 전기장이 누설되지 않으면서 동시에 발열선의 단선, 파손, 국부적 과열시에 즉시로 전원 공급을 차단할 수 있는 안전장치를 구비하는 것에 대한 것이다.

이러한 본 발명은 제1전열선과 제2전열선의 사이에서 전열선의 과열, 단락을 간단한 구성으로 검출할 수 있도록 하여, 간단하고, 저렴한 사양의 전열 침구류, 온열기도 안전하게 사용할 수 있는 효과를 갖는다. 또한 제2전열선의 실드 작용으로 인해 발열선에서 발생하는 자기장, 전기장 등의 전자파를 동시에 차단할 뿐만 아니라 도전피복을 사용하여 약간의 전기장이라도 누설되지 않도록 차단하여 인체에 무해한 전열 침구류, 온열기를 제공하는 효과를 갖는다.

Description

전자파 차단 발열선 {Electromagnetic Waves Protecting Heating Wire}

도 1은 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 구성 및 회로를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴부에 저항을 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 휴즈단선 작동부에 다이오드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴부에 다이오드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴, 검출부에 솔레노이드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 발열선 중 제1전열선으로 심실에 감기는 가는 도선이 사용되고, 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 7은 도 6의 발열선 중 제2전열선으로 2개의 리드선이 교차로 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 8은 도 6의 발열선 중 제2전열선으로 금속 편조체가 감기는 실시례를 나 타내는 도면이다.

도 9는 도 6의 발열선 중 제2전열선의 내측으로 금속판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 발열선 중 제1전열선으로 전열 도선이 사용되고, 제2전열선으로 2개의 리드선이 교차로 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 11은 도 10의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 12는 도 10의 발열선 중 제1전열선으로 외 표면에 에나멜 코팅이 된 전열 도선이 사용되는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 13은 도 12의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 14는 본 발명의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이다.

도 15는 도 14의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다.

도 16은 도 10의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이다.

도 17은 도 11의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이다.

도 18은 발열선에서 전기장이 누설되는 원리와 도전피복이 구비된 발열선에서 전기장이 차폐되는 원리를 나타내는 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 제1전열선 2 : 절연피복

3 : 제2전열선 4 : 도전피복

5 : 외측피복 6 : 심실

7 : 알루미늄판 8 : 에나멜코팅부

10 : 온도휴즈(전원휴즈) 11 : 전원선택스위치

12 : 다이오드 13 : 발열저항

13a : 단선용 정류기 14 : 유턴용 저항

15, 34 : 트랜지스터 16, 33, 35 : 저항

17, 36 : 제어정류기 18 : 저항

19 : 네온관 20 : 가열전류 유턴부

21 : 유턴전류 검출부 22 : (휴즈)단선 작동부

23 : 접지 확인부 40 : 솔레노이드

41 : 리드스위치

본 발명은 전기요, 전기장판, 전기찜질기 등의 전열 침구류, 온열기에 사용되는 발열선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 발열선 온도를 측정하지 않고 사용자에 의해 가열 온도를 강, 약으로 간단히 조절하여 작동시키는 심플형 침 구류, 찜질기 등의 온열기에 있어서 유도 자기장이 발생되지 않고, 전기장이 누설되지 않으면서 동시에 발열선의 단선, 파손이나 국부 과열시에 즉시로 전원 공급을 차단할 수 있는 안전장치를 구비하는 것에 대한 것이다.

인간의 숙면에는 온도와 습도 등의 침상 주변조건이 중요한 요건으로 작용하며, 일반 가정의 경우에 침상의 온도를 적정하게 유지하기 위하여 전열 침구류, 찜질기를 많이 사용하고 있다. 이러한 전열 침구류, 찜질기는 발열선이 내장되어 있어서, 발열선에 전원을 공급하면 열을 발생하게 된다. 따라서 전열선에서 발열된 온도를 감지하여 그에 상응하게 전원 공급을 제어하는 온도 조절기가 구비되는 것이 일반적이다.

발열선의 온도를 스스로 감지하고 사용자가 설정한 온도와 비교하여 온도를 조절하는 기술이 본 출원인에 의해 특허출원 제2005-2886호로 출원된 바 있다. 이러한 기술은 제1전열선과 제2전열선 사이에 NTC써미스터를 삽입하고 여기에서 발생하는 신호를 사용하여 발열 여부를 조절하도록 하는 것이다. 그런데 온도 감지 및 조절을 스스로 하는 고급 사양의 침구류, 찜질기의 경우, 비교적 제조 원가가 높아지게 된다.

상대적으로 제조 원가가 저렴한 방식의 전열 침구류, 찜질기는 별도의 온도 감지 기능이 없고, 사용자가 직접 스위치를 조작하여 전원을 켜고 끄도록 하는 방식인데, 이러한 방식의 전열 침구류, 찜질기는 전원을 오랫동안 켜고 있으면 자칫 전열선이 끊어지거나, 절연피복이 녹아 화재가 발생할 수도 있게 되는 문제점이 있다. 그러므로 전열 침구류, 찜질기에는 전열선이 포함된 발열선의 온도를 감지하는 회로를 추가하는 것이 일반적이다. 이 때 발열선의 온도를 감지하기 위해서는 별도로 온도감지선을 발열선에 함께 포함시켜야 하는데, 이 경우 발열선의 두께가 두꺼워져 생산 및 사용시에 불편하게 된다.

따라서 온도감지선을 발열선에 포함시키지 않고 별도의 온도센서를 발열선 근처에 두어 온도를 감지하도록 하기도 한다. 그런데 이러한 방식은 절연체가 녹아 제1전열선과 제2전열선이 쇼트되거나, 각 전열선이 단선되는 것을 감지하기는 어렵기 때문에 좀 더 간단하면서도 효과적인 안전장치가 요구되고 있다.

본 발명은 전자파의 발생을 근본적으로 차단하면서도, 전열 침구류, 찜질기, 온열기 등에 사용되는 전열선이 녹거나, 단선되는 것을 간단하게 감지할 수 있도록 하는 목적을 갖는다.

본 발명은 전열선이 과열되거나 파손되어 끊어지는 경우에 즉시로 전원 공급이 차단되도록 하는 안전장치에 이에 연결되는 발열선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 유도 자기장 및 누설 전기장 등의 유해 전자파를 차단할 수 있는 발열선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전원의 어느 한쪽 단 자에 연결되는 제1전열선; 상기 제1전열선을 감싸며 피복되는 절연피복; 상기 절연피복의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자에 연결되는 제2전열선; 및 상기 절연피복 및 상기 제2전열선을 감싸는 외측피복;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외측피복은: 전도성 합성수지 재질이며, 상기 절연피복 및 상기 제2전열선이 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 일 특징으로 한다.

상기 외측피복은: 전도성 합성수지 재질의 도전피복, 및 상기 도전피복의 외측을 감싸는 절연피복을 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 제2전열선은 상기 절연피복의 외측에 감기는 리드선, 금속 박판, 금속 실드체인 것을 일 특징으로 한다.

상기 절연피복의 외측에는 알루미늄판이 감기고, 상기 알루미늄판의 외측에는 상기 제2전열선이 감기는 것을 일 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시례들을 참조하여, 본 발명의 구성을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 구성 및 회로를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전원의 일 측은 제1전열선(1)과 연결되고, 타측은 제2전열선(3)과 연결되며, 접지된다. 전원과 제1전열선(1)의 사이에는 온도휴즈(10)가 구비되고, 온도휴즈(10)의 후단에는 전원선택스위치(11)가 연결되어 있다. 전원선택스위치(11)에서는 중앙(C)에 위치한 전원단자가 고온(high), 저온(low), 꺼 짐(off) 단자에 사용자의 선택에 따라 접촉되며, 저온 단자의 선단에는 정류기가 구비된다. 정류기의 캐소드는 저온단자에 연결되고, 애노드는 전원측에 연결되어, 정류기에 의해 저온단자에는 반파의 전원만 공급되므로 고온 단자에 비해 50%의 전력만 공급된다. 고온단자는 전원의 양파가 전열선에 인가되도록 하므로, 저온단자를 선택한 경우보다 발열량이 증가하게 된다.

전원선택스위치(11)를 통과한 전류는 제1전열선(1)으로 입력되어 열을 발하고, 발열선의 타 단부 측으로 출력되어 가열전류 유턴부(20)를 통해 다시 반대 방향으로 위치하는 발열선의 제2전열선(2)으로 입력된다. 제2전열선(2)을 통과한 전류는 다시 전원으로 돌아간다.

가열전류 유턴, 검출부는 가열전류 유턴부(20)와 유턴전류 검출부(21)를 포함한다. 가열전류 유턴부(20)는 유턴전류 검출부(21) 및 휴즈단선 작동부(22)와 연결되는데, 유턴전류 검출부(21)는 유턴되는 전류가 정상적으로 흐르는지를 감시하는 역할을 하고, 휴즈단선 작동부(22)는 유턴전류 검출부(21)에서 발생시키는 이상 신호에 따라 온도휴즈(10)를 단선시키거나, 전류 공급을 차단시키는 역할을 한다. 접지 표시부(23)는 제2전열선(2)을 접지측에 제대로 연결되었는지 표시하기 위한 것이며, 접지를 통해 제2전열선(2)은 전기장 유출을 차단하는 실드 작용을 할 수 있게 된다. 이러한 구성은 도 2 이하에 도시된 회로도를 참조하면 더욱 명확해 지는바, 이를 참조하도록 한다.

도 2는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴부에 발열저항을 포함하는 실시례를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 휴즈단선 작동부에 단선용다이오드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 가열전류 유턴부(20)는 제1전열선(1)과 제2전열선(3)의 사이를 직렬로 연결하는 유턴용 저항(14)을 구비하여, 제1전열선(1)으로 흐르는 전류를 제2전열선(3) 쪽으로 유턴시키는 역할을 한다.

발열선은 제1전열선(1)과 제2전열선(3)을 포함하며, 제1전열선(1)과 제2전열선(3) 사이에는 정온 용융 절연 성능의 폴리에틸렌이나 나일론 등의 합성수지재 절연피복(2)이 구비된다. 따라서 절연피복(2)은 일정 온도에 도달하면 녹게 된다.

제1전열선(1)의 단부와 유턴용 저항(14)이 연결된 쪽으로는 유턴전류 검출부(21)의 트랜지스터(15)와 연결되는데, 트랜지스터(15)의 베이스(B)는 제1전열선(1) 및 유턴용 저항(14) 측과 연결되고, 콜렉터(C)는 휴즈단선 동작부(22) 제어정류기(17)(Silicon-Controlled Rectifier ; 이하 SCR)의 게이트와 연결되며, 트랜지스터(15)의 에미터(E)는 제2전열선(3) 및 제어정류기(17)의 캐소드와 연결된다. 제어정류기(17)의 애노드와 게이트 사이에는 게이트 트리거 저항(16)을 구비한다. 제어정류기(17)의 애노드에는 발열저항(13)이 연결되며, 발열저항(13)은 온도휴즈(10)를 단선시키는 역할을 한다.

제2전열선(3)의 접지 방식은 상용 교류전원의 2 라인 중 접지라인측에 접지하는 방식이며, 접지 표시부(23)는 저항(18)과 네온관(19)과 테스트포인트(TP)가 직렬로 연결되어 구성되어 있다. 제2전열선(3)은 실드 기능을 하며, 제2전열선(3) 일단측을 전원에 연결하고, 여기에 접지 표시부(23)를 연결하여 테스트포인트(TP) 에 손 끝을 대어 네온관(19)의 점등 유무로서 제2전열선(3)의 접지를 판단하게 된다. 네온관(19)이 켜지면 접지가 되지 않은 것이며, AC 전원을 다시 반대로 공급하여 네온관(19)이 켜지지 않으면, 제2전열선(3)이 접지되어 실드 기능을 하며 전기장 누설을 차단하게 된다.

이러한 회로 구성이 동작되는 방식은 다음과 같다. 사용자는 스위치부를 통해 강(high) 또는 약(low)의 두 가지 소비전력을 조절하여 발열선을 가열하고, 제1전열선(1)으로 입력된 전류는 유턴용 저항(14)에 의해 제2전열선(2)으로 돌아오면서 전류 방향이 상호 반대 방향이므로 유도 자기장이 상쇄된다.

한편, 전하가 발열선 외측으로 대전되는 것을 차단하기 위해, 제2전열선(3)은 접지되어야 하며, 이를 위해 접지 표시부(23)의 테스트포인트(TP)에 손 끝을 대면서 전원 공급 방향을 설정하도록 한다. 이로 인해 발열선 표면 전체의 전기장이 차단된다.

발열선의 정상 작동시에는, 유턴용 저항(14)의 유기 전압이 트랜지스터(15)를 온(ON)시켜, 제어정류기(SCR)(17)의 게이트 전류가 트랜지스터(15)의 콜렉터와 에미터로 바이패스되어 흘러 제어정류기(SCR)(17)의 애노드 전류가 오프(OFF)된다. 따라서 발열저항(13)이 가열되지 않는다.

사용 중 제1전열선(1)이 과열되면 정격 온도에서 용융되는 성질의 절연피복(2)이 녹으면서 제1전열선(1)과 제2전열선(2)은 상호 접촉하게 된다. 또는 제1전열선(1) 또는 제2전열선(3)의 일 부분이 사용 중 파손으로 인해 끊어지는 경우가 있다. 이 때, 유턴용 저항(14)에는 유기전압이 없어져 트랜지스터(15)를 오프시키 게 되며, 제어정류기(SCR)(17)의 게이트 전류가 흐르면서 제어정류기(SCR)(17)의 애노드 전류가 온되어 발열저항(13)이 가열되고, 이로 인해 온도휴즈(10)가 단선되어 전원 흐름을 차단하게 된다.

또는 휴즈단선 작동부(22)의 발열저항(13) 대신에 도 3과 같이 다이오드(13a)를 사용할 수도 있다. 다이오드(13a)에는 쇼트되면서 순간적으로 과전류가 흐르게 되면 전원 휴즈(10)가 파손되며 전원 공급을 중단시킬 수 있게 된다. 발열저항(13)이 온도휴즈(10)를 가열하여 끊게 되는데 2~10초 정도의 시간이 소요된다면, 다이오드(13a)를 이용하면 즉시로 반응하며 전원 휴즈(10)가 파손되어 전류 공급이 중단된다는 장점이 있다.

이러한 방식의 본 발명은 트랜지스터와 SCR을 간단히 연결하는 것만으로, 과열로 인한 쇼트, 전열선의 단선을 순간적으로 감지하고, 전원을 차단할 수 있는 효과를 갖게 된다. 특히, 간단한 구성만으로도 회로를 구성할 수 있으므로, 종래의 복잡한 구성 및 방식에 비해 탁월한 효과를 갖게 된다.

도 4는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴부에 다이오드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 가열전류 유턴부(20)로 유턴용 저항 대신에 다이오드(30)를 사용할 수 있다. 가열전류 유턴부(20)의 다이오드(30)(31,32)는 유턴용 저항(14)과 동일한 기능을 하며, 유턴전류 검출부(21)의 신호 전압이 유턴용 저항(14)을 사용할 때 보다 낮으므로, 신호 전압을 높이기 위하여 신호 전압 검출 위상 쪽의 다이오드(31)(32)를 2개 직렬 접속하 여 사용한다. 이 때 사용되는 저항(33)은 트랜지스터(34)의 베이스를 보호하기 위한 저항이다.

다이오드(30)를 사용하는 경우에도, 유턴용 저항(14)을 사용하는 경우와 동작 방식이 유사하다. 유턴전류가 흐르지 않게 되면, 트랜지스터(34)의 의 베이스에 신호 전압이 0V가 되어 트랜지스터(34)의 에미터, 콜렉터 전류가 차단되며, 이 때 게이트 트리거 저항(35)의 전류가 제어정류기(SCR)(36)로 흐르게 되어 온된다. 따라서 발열저항(13)에도 전류가 흐르게 되면서 열이 발생하고, 이에 따라 온도휴즈(10)가 단선된다.

도 5는 본 발명의 발열선과 연결 가능한 조절기 회로 중 가열전류 유턴, 검출부에 솔레노이드를 포함하는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 가열전류의 유턴과 검출 기능을 솔레노이드(40)와 리드스위치(41)를 통해 수행한다. 솔레노이드(40)와 리드스위치(41)는 일종의 릴레이 역할을 하며, 솔레노이드(40)에서 발생하는 자력에 따라 리드스위치(41)가 이동하며 온, 오프가 결정된다. 즉, 마그네틱 접점 방식의 마그네틱 리드스위치(41)는 솔레노이드(40)의 자기장이 미치는 근접 위치에 설치되고, 리드스위치(41)의 일 접점은 제2전열선(3)에 연결되고, 나머지 한 쪽은 발열 저항(13)과 연결하도록 한다. 이 때 솔레노이드(40)에 유턴 전류가 흐르지 않으면 자기장이 소멸되어, 리드스위치(41)의 접점이 붙게 되면서 전원과 연결된 발열 저항(13)에 전류가 흐르고, 열이 발생하여 온도휴즈(10)를 녹이게 된다.

상기와 같은 조절기를 통해, 전열선이 과열되면서 절연피복이 녹아 쇼트되거나, 전열선 자체가 단선되는 때에 이를 즉시로 검출하여 전원이 더 이상 공급되지 않도록 하는 기능을 제공한다. 특히 이러한 기능은 간단한 구조의 저가형 전열 침구류, 찜질기에 사용하기에 적합한 것으로서, 저렴하면서도 신뢰성이 높은 안전장치를 제공하는 효과가 있게 된다.

이하에서는 상기 조절기와 함께 사용되는 발열선의 여러 구조에 대해 설명하도록 한다. (이하에서 제시되는 실시례들의 각 구성 도면 부호는 동일하게 하고, 서로 다른 실시례에 따라 알파벳만 다르게 붙이도록 한다.)

도 6은 본 발명의 발열선 중 제1전열선으로 심실에 감기는 가는 도선이 사용되고, 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 폴리에스터 등으로 이루어진 심실(6a), 심실(6a)의 외주면에 어느 한 방향으로 길이 방향을 따라 나선형태로 감겨진 제1전열선(1a), 제1전열선(1a)과 심실(6a)의 외주면을 감싸며 피복되는 절연피복(2a), 절연피복(2a)의 외주면을 다수의 나선형으로 감은 제2전열선(3a), 절연피복(2a) 및 제2전열선(3a)을 감싸며 피복되는 합성수지 재질의 절연 피복(15)으로 구성되어 있다.

제2전열선(3a)은 접지됨으로써, 저항값이 낮아지게 되어 효율적으로 전기장을 차단할 수 있게 된다. 테잎형태의 금속 박판, 동박을 사용하여, 나선형으로 감 는 경우, 간격을 두고 이격 권취할 수도 있고, 촘촘하게 감거나, 일부가 겹치도록 감을 수도 있다. 금속 박판은 너비를 더욱 넓게 할 수도 있으며, 2개 이상의 금속 박판을 나란히 테잎 형태로 권취하는 것도 가능하다.

발열선의 전체 길이가 짧은 경우에는 굳이 2개의 리드선을 사용할 필요 없이 테잎형태의 금속 박판을 감는 것이 간편할 수 있다. 예컨대 인체를 국부적으로 가열하기 위한 찜질기 등에 사용되는 발열선은 길이가 짧으므로, 간단하게 금속 박판을 감아 사용하는 것이 가능하다. 금속 박판의 경우 전자파의 누설이 완전하게 차단되며, 실드를 위해 필요한 전체적인 길이가 짧아지므로 전기 저항값이 매우 낮아지게 된다. 또한 권선되어 있는 형태로 인해 쉽게 꺾이지 않고 유연성을 유지하게 된다. 또한 권선 간격이 넓어지므로, 적은 횟수로도 전체 권취가 가능하여 길이가 짧아지므로 전기저항값이 낮아지는 동시에 권선에 소요되는 시간이 감소하여 생산성이 향상되는 장점이 있다.

도 7은 도 6의 발열선 중 제2전열선으로 2개의 리드선이 교차로 감기는 실시례를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 6의 발열선 중 제2전열선으로 금속 편조체가 감기는 실시례를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 6의 발열선 중 제2전열선의 내측으로 금속판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 제2전열선(3b)으로 서로 반대 방향으로 교차 권선되는 두 개의 리드선을 사용하거나, 금속으로 편조된 편조체(3c)를 사용하거나, 제2전열선(3d)의 안쪽으로 추가적인 금속 또는 알루미늄판(7d)을 구비한다. 금속을 편조 형성한 금속 편조체(3c)는 절연 피복(2c)을 감싸며 양단측에 편조체의 일부 선재를 인출시킨다.

동작 원리는 앞선 실시례의 동작 원리와 동일하나, 제2전열선의 구성 방법에만 차이가 있다. 금속 편조체(3c)는 금속을 여러 가닥으로 꼬아 각 용량에 맞게 너비를 조절하여 만든 것이며, 금속 편조체(3c)의 선재 일부를 인출하여 전류가 흐를 수 있도록 사용한다. 금속 편조체(3c)의 형상에는 제한이 없으며, 일정 너비로 길게 형성된 테잎 형상으로 구성하여 나선형으로 감을 수도 있고, 가는 금속을 여러 가닥 병렬로 집합하여 테잎 형상으로 구성하여 나선형으로 권취할 수도 있다. 금속 편조체(3c)는 전기장을 차단하기 위한 실드작용을 한다.

금속판, 알루미늄 판(7d)이 절연피복(2d)을 감싸도록 형성하여, 전기장을 차단하기 위한 실드작용을 하도록 하며, 외주면에 감긴 리드선(3d)은 알루미늄 판(7d)에 대전된 전하를 드레인시켜, 전기저항 값을 감소시켜 접지와 전위를 낮추기 위한 것이다. 알루미늄은 유연성을 갖추고 있으며, 가공이 용이하며 동보다 재료 가격이 저렴하다. 다만, 알루미늄은 이금속과 납땜으로 연결하여 전기회로를 구성할 경우 납땜이 잘 되지 않으므로, 이를 위한 리드선(3d)을 병행하여 사용하는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 발열선 중 제1전열선으로 전열 도선이 사용되고, 제2전열선으로 2개의 리드선이 교차로 감기는 실시례를 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 다른 부분의 구성은 모두 동일하되, 제1전열선으로 합성 수지 심실에 전열선을 권취하는 방식을 사용하는 대신에, 중심형, 일자형, 통심형 금속재 전열 도선(1e,1f)을 사용하는 차이점이 있다. 따라서 앞선 실시례의 발열선 구조의 동작 원리는 동일하나, 일자형, 통심형 금속재 전열 도선(1e,1f)은 상대적으로 두꺼운 금속 전열 도선이므로 굽히거나 꺾이는 특성에만 차이가 있게 된다.

도 12는 도 10의 발열선 중 제1전열선으로 외 표면에 에나멜 코팅이 된 전열 도선이 사용되는 실시례를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 12의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 다른 부분의 구성은 앞서 설명한 실시례들과 동일하나, 일자형, 통심형 금속재 전열 도선(1g,1h)의 외표면에 에나멜 코팅(8g,8h)을 하여 절연 기능을 향상시키게 된다. 에나멜 코팅(8g,8h)으로 인해, 절연피복(2g,2h)이 더욱 얇아지더라도 충분한 절연이 가능하며, 이로 인해 발열선 전체의 두께가 얇아질 수 있게 된다.

도 14는 본 발명의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이고, 도 15는 도 14의 발열선 중 제2전열선으로 금속 박판이 감기는 실시례를 나타내는 도면이고, 도 16은 도 10의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이고, 도 17은 도 11의 발열선 중 도전피복이 구비된 실시례를 나타내는 도면이다. 도 14 내지 17을 참조하면, 다른 구성은 종래의 실시례들과 동일하나, 제2전열선의 외측으로 도전성 재질의 도전피복(4i, 4j, 4k, 4l)을 추가하는 차이점이 있다. 경우에 따라서는 외측피복(5i, 5j, 5k, 5l)이 없이, 도전피복(4i, 4j, 4k, 4l) 으로 대체할 수도 있다.

제2전열선(3i, 3j, 3k, 3l)이 감기지 않은 사이사이의 공간으로는 전기장이 누설될 수 있는데 도전피복(4i, 4j, 4k, 4l)이 이를 차단하게 된다. 한편, 너비가 큰 금속 박판의 경우 또는 다수의 리드선을 여러 차례 감은 경우, 넓은 면적에 걸쳐 실드 작용을 하게 되므로 외측으로의 전기장 누설률이 감소하게 되며, 약간의 누설 전기장에 대해서만 도전피복(4i, 4j, 4k, 4l)이 차단하게 된다. 따라서 도전피복(4i, 4j, 4k, 4l)이 차단하는 누설 전기장은 상대적으로 아주 적으므로 굳이 절연을 위해 별도의 외측피복(5i, 5j, 5k, 5l)이 없더라도 사용자의 인체에 큰 영향을 미치지 않게 된다.

도 18은 발열선에서 전기장이 누설되는 원리와 도전피복이 구비된 발열선에서 전기장이 차폐되는 원리를 나타내는 개념도이다. 도 18을 참조하면, (a)는 도전피복이 없는 상태에서 누설 전기장이 형성되는 상태를 설명하는 것이고, (b)는 도전피복(4)이 누설 전기장이 형성되는 것을 차단하는 상태를 설명하는 것이다.

제2전열선(3)으로 리드선이 일정 간격을 유지하며 권취되는 경우 또는 금속 동박이 일정 간격을 유지하며 권취되는 경우에는 절연피복(2)이 외측으로 노출되는 부분이 있게 된다. 이 부분을 통해 외측으로 누설 전기장이 형성된다. 도전피복(4)을 절연피복(2)과 제2전열선(3)을 감싸며 피복시키면, 제2전열선(3)이 완전히 차폐하지 못하는 부분에 대해서도 도전피복(4)이 차폐하여 누설 전기장이 발생하는 것을 방지하게 된다. 이러한 도전피복(4)으로는 전도성 합성수지를 사용하는 것이 바 람직하다.

한편, 제2전열선(3)으로 너비가 있는 금속 박판이나 다수의 리드선을 권취하는 경우에는 상대적으로 누설 전기장의 발생량이 적으므로, 별도의 외측피복(5)을 생략할 수도 있게 되어 제조 공정이 간단해지고, 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.

본 발명은 제1전열선과 제2전열선의 사이에서 전열선의 과열, 단락을 간단한 구성으로 검출할 수 있도록 하여, 간단하고, 저렴한 사양의 전열 침구류, 찜질기도 안전하게 사용할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 제2전열선의 실드 작용으로 인해 발열선에서 발생하는 자기장, 전기장을 동시에 차단할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 도전피복으로 인해 약간의 전기장이라도 모두 차단하여 인체에 해가 없도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 자기장 및 전기장을 차단할 수 있는 다양한 형태의 발열선을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (7)

1. 전원의 어느 한쪽 단자에 연결되는 제1전열선;

   상기 제1전열선을 감싸며 피복되는 절연피복;

   상기 절연피복의 외주에 감겨지며, 일단이 상기 전원의 다른 단자에 연결되는 제2전열선; 및

   상기 절연피복 및 상기 제2전열선을 감싸는 외측피복;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측피복은: 전도성 합성수지 재질이며,

   상기 절연피복 및 상기 제2전열선이 외측으로 노출되지 않도록 완전히 감싸는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외측피복은:

   전도성 합성수지 재질의 도전피복, 및

   상기 도전피복의 외측을 감싸는 절연피복을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2전열선은 상기 절연피복의 외측에 감기는 리드선인 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2전열선은:

   금속 박판의 형태이며, 상기 절연피복의 외측에 나선형으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2전열선은:

   금속 실드체의 형태이며, 상기 절연피복의 외측에 감겨지는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 절연피복의 외측에는 알루미늄판이 감기고,

   상기 알루미늄판의 외측에는 상기 제2전열선이 감기는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 발열선.

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