KR100788447B1 - Ｐｔｃ 발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PTC 발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 소자의 발열 성질을 이용하여 각종 전기매트나 패널 등을 발열시키는데 활용될 수 있는 PTC 발열체에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 전원 인가에 의해 발열되는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자와; 전선을 통해 공급되는 전원을 발열소자로 인가하도록 발열소자의 양면에 밀착되는 전극판과; 발열이 전체적으로 고르게 발생되도록 테두리 면에 전극지가 부착되며 전극판 사이에 설치한 애자인 절연소자와; 상기 전극판과 절연소자를 결합하도록 전극판에 구멍을 갖는 단자부를 형성하고, 상기 절연소자의 평면과 저면에는 단차면과 구멍을 형성하여 전극판과 절연소자를 핀 결합하는 결합수단을 포함하여 구성한 PTC 발열체를 제공한다.

따라서 본 발명은 높은 발열 온도의 실현와 가열시간을 단축하고, 단선의 우려가 없으며, 전자파의 발생이 거의 없고, 화재의 우려가 없으며, 소비전력을 크게 줄일 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

발열소자, PTC, 양의 온도계수, 전극판, 세라믹.

Description

ＰＴＣ 발열체{PTC Heating assembly}

도 1은 본 발명의 PTC 발열체를 나타낸 분해 사시도,

도 2는 본 발명의 PTC 발열체 조립 완료된 상태를 나타낸 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 PTC 발열체와 내열절연성 커버를 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : PTC 발열체 200 : 발열소자

210 : 전극지 300 : 전극판

310 : 단자부 320 : 구멍

400 : 절연소자 410 : 단차면

420 : 구멍 500 : 핀

600 : 테이프 700 : 커버

C : 전선

본 발명은 전원의 인가에 의해 발열되는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 소자의 발열 성질을 이용하여 각종 전기매트나 패널 등을 발열시키는데 사용할 수 있는 PTC 발열체에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 이용하여 가열되는 각종 매트, 패널, 온돌판 등은 내장된 열선의 발열에 의해 발열되는 것으로서, 이러한 열선의 대부분은 니크롬선이나 철니크롬선을 보편적으로 사용하였다.

그러나 니크롬선이나 철니크롬선의 경우에는 그 과정에서 인체에 유해한 전자파가 발생되므로 사용자의 인체에 악영향을 미칠 우려가 매우 높은 문제점이 있었고, 사용과정에서 쉽게 단선되는 경우가 빈번하게 발생되었으며, 단선된 경우 매트나 패널 등 제품 전체를 사용할 수 없는 문제점이 발생되었다. 또한 니크롬선이나 철니크롬선과 같은 열선은 그 자체적으로 많은 전력을 소모하므로 에너지 사용의 효율성 측면과 전기료 부분에서도 많은 문제점을 지니고 있었다.

최근에는 니크롬선이나 철크롬선이 갖는 여러 문제점을 해결하기 위하여 카본열선, 무자계 열선, 합금 발열선 등의 각종 대체 열선들이 개발 출시되고 있다. 그러나, 대체 열선은 니크롬선이나 철니크롬선에 비하여 전자파 발생 측면과 소비전력 면에서 일부 개선된 점이 있으나, 전자파 발생을 획기적으로 줄이지 못하고, 도선 타입의 특성상 내구성이 약하여 단선되는 경우 제품 전체를 사용할 수 없는 문제점을 그대로 가지고 있었으며, 소비전력 대비 발열 효율도 낮고, 또한 신속하게 가열되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 높은 발열 온도의 실현와 가열시간을 단축하고, 단선의 우려가 없으며, 전자파의 발생이 거의 없고, 화재의 우려가 없으며, 소비전력을 크게 줄일 수 있는 PTC 발열체를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PTC 발열체는 전원 인가에 의해 발열되는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자와; 전선을 통해 공급되는 전원을 발열소자로 인가하도록 발열소자의 양면에 밀착되는 전극판과; 발열이 전체적으로 고르게 발생되도록 테두리 면에 전극지가 부착되며 전극판 사이에 설치한 애자인 절연소자와; 상기 전극판과 절연소자를 결합하도록 전극판에 구멍을 갖는 단자부를 형성하고, 상기 절연소자의 평면과 저면에는 단차면과 구멍을 형성하여 전극판과 절연소자를 핀 결합하는 결합수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 PTC 발열체에 대한 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 PTC 발열체의 구조를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 PTC 발열체의 조립된 상태를 나타낸 정면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 발열소자(200), 전극판(300), 절연소자(400), 결합수단으로 구성된다.

먼저, 발열소자(200)는 전원이 인가되는 경우 내부 저항에 의해 발열되는 소자로서, 본 발명에서는 그 바람직한 실시예로 양의 온도계수(PTC, Positive Temperature Coefficient) 특성을 갖는 도전성 고분자가 포함됨 세라믹 소재의 발열소자(200)를 사용하였다.

여기서 양의 온도계수의 특성이란 온도의 증가에 따라 고분자 용융 영역에서의 열적 팽창으로 인해 고분자 내에 있는 충진제 입자 사이의 층이 증가하게 되어 전자의 흐름이 방해를 받게 되고, 이로 인하여 온도가 증가함에 따라 저항이 갑자기 증가하는 현상을 말한다.

또한 발열소자(200)는 테두리면에 은이 포함된 전극지(210)를 부착하므로 전원이 인가되는 면을 보다 넓게 하였으며, 이로 인하여 발열소자(200)의 발열이 전체적이고 신속하게 발생되도록 하였다.

전극판(300)은 전선(C)을 통해 공급되는 전원을 발열소자(200)로 인가하도록 발열소자(200)의 상면과 저면에 각각 밀착되는 것으로서, 양단부에 구멍(320)을 갖는 단자부(310)를 형성하여 납땜 등에 의해 전선(C)이 연결되도록 하였다.

절연소자(400)는 상기한 두개의 전극판(300) 사이 양측에 설치되어 전극판(300)의 합선을 방지하면서 발열소자(200)와 양 전극판(300)의 결합이 견고하게 이루어지도록 하는 것으로, 본 발명에서는 그 바람직한 예로 애자를 사용하였으며, 평면과 저면에 단차면(單差面, 410)을 형성하여 전극판(300)의 단자부(310)가 용이하게 결합될 수 있도록 하고, 또한 평면에는 단자부(310)와의 결합을 위해 두개의 관통 구멍(420)을 형성하였다.

결합수단은 전극판(300)과 절연소자(400)를 결합하기 위한 것으로, 본 발명에서는 결합수단의 바람직한 예로 핀(500)을 사용하였다. 따라서 핀(500)은 전극판 (300)의 단자부(310)와 절연소자(400)에 형성된 구멍(320)(420)에 결합된 이후, 상단부 또는 하단부를 리벳팅, 납땜 등을 통해 양 전극판(300)과 절연소자(400)를 견고하게 결합시키게 된다.

그리고 상하 전극판(300)의 대략 중앙부에는 내열절연성 테이프(600)를 테이핑하므로 발열소자(200)와 전극판(300)의 밀착된 상태를 유지하고 발열소자(200)가 전극판(300) 사이에서 빠져나가는 것을 방지하도록 하였다.

한편, 발열소자(200), 전극판(300), 절연소자(400)의 조립과 내열절연 테이프(600)의 테이핑이 완료된 PTC 발열체(100)는 도 3에서 도시한 바와 같이 내열절연성 커버(700)에 씌워져 사용되나, 경우에 따라서는 내열절연성 커버(700)를 사용하지 않고 직접 사용이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 도시한 바와 같이 전선(C)을 통해 전극판(300)에 전류가 공급되면, 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자(200)는 전극판(300)과 상하면이 밀착된 상태이므로 내부 저항으로 인해 최고 250℃(± 10)까지 신속하게 발열되며, 이를 통해 보다 빠르고 안정적인 가열효과를 얻을 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 PTC 발열체(100)는 일반적인 니크롬선과는 달리 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자(200)로 인하여 보다 높은 발열 온도를 실현하고, 단선의 우려가 없으므로 반영구적인 제품의 수명을 실현하는 것이 가능하다. 또한 전자파의 발생이 거의 없고, 화재의 우려가 없으며, 낮은 소비전력으로 인해 전기료를 크게 절감하고, 가열시간이 신속한 장점이 있다.

또한 본 발명의 PTC 발열체(100)는 발열소자(200)의 테두리 면에 은을 포함한 재질의 전극지(210)를 부착하므로 발열소자(200)의 평면과 저면뿐만 아니라, 전후 측면에서도 전하의 흐름이 이루어져 발열소자(200)의 발열이 가일층 신속하게 이루어질 수 있도록 하였다.

그리고 본 발명은 절연소자(400)의 바람직한 예로 애자를 사용하므로 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 가질 수 있도록 하였으며, 절연소자(400)의 상면과 저면에는 단차면(410)을 형성하므로 전극판(300)의 조립이 용이하게 이루어지고, 조립이 완료된 전극판(300)이 절연소자(400) 표면 보다 돌출되는 것을 방지하여 전체적으로 심플한 디자인을 실현할 수 있도록 하였다.

더욱이 본 발명의 PTC 발열체(100)는 내열절연성 테이프(600)를 사용하여 전극판(300)을 테이핑하므로 양 전극판(300)과 발열소자(200)를 보다 안정적으로 밀착시키면서 발열소자(200)가 외부로 빠져나가는 것을 방지하도록 하였다.

뿐만 아니라 본 발명은 도 3에서 도시한 바와 같이 별도의 내열절연성 커버(700)를 PTC 발열체(100)에 씌워 사용하는 것이 가능하므로 이물질의 침투로 인한 합선 등의 가능성을 배제할 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 본 발명의 실시예는 바람직한 일예를 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명의 적용범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 동일사상의 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 PTC 발열체는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자에 의해 보다 높은 온도로 가열할 수 있으며, 전극판과 전극지로 인하여 가열이 신속하게 이루어지는 매우 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명의 PTC 발열체는 세라믹 재질의 특성상 단선되지 않으므로 반영구적인 제품 수명을 실현하고, 단선 또는 과열로 인한 화재의 위험이 없는 효과가 있으며, 전자파 발생이 거의 없고, 낮은 소비전력으로 인하여 전기료도 크게 절감할 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (8)

1. 전원 인가에 의해 발열되는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자(200)와;

   전선(C)을 통해 공급되는 전원을 발열소자(200)로 인가하도록 발열소자(200)의 양면에 밀착되는 전극판(300)과;

   발열이 전체적으로 고르게 발생되도록 테두리 면에 전극지(210)가 부착되며 전극판(300) 사이에 설치한 애자인 절연소자(400)와;

   상기 전극판(300)과 절연소자(400)를 결합하도록 전극판(300)에 구멍(320)을 갖는 단자부(310)를 형성하고, 상기 절연소자(400)의 평면과 저면에는 단차면(410)과 구멍(420)을 형성하여 전극판(300)과 절연소자(400)를 핀(500) 결합하는 결합수단

   을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 PTC 발열체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극지(210)는 은을 포함한 재질인 것을 특징으로 하는 PTC 발열체.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 상기 전극판(300)에는 발열소자(200)와 전극판(300)의 밀착된 상태를 유지하고 발열소자(200)가 전극판(300) 사이에서 빠져나가는 것을 방지하도록 내열절연성 테이프(600)로 테이핑 한 것을 특징으로 하는 PTC 발열체.
8. 제 1 항에 있어서, 내열절연성 커버(700)를 더 갖는 것을 특징으로 하는 PTC 발열체.

Images