KR100875455B1 - 히팅케이블용 제어기 실링 구조 - Google Patents

히팅케이블용 제어기 실링 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관 동파 방지, 온수 배관 동파 방지 및 온도 유지, 바닥 난방, 제설 제빙 등에 사용되는 히팅케이블에 연결되어 감온스위치 및 통전(通電) 표시 기능을 수행하는 히팅케이블용 제어기가 습기 또는 침수 등에 의하여 단락 등의 고장이 나는 것을 방지할 수 있는 실링 구조에 관한 것으로, 충전제 주입구가 형성된 하우징 내부에 제어기 기판을 실장하고, 파라핀 왁스, 폴리우레탄 또는 에폭시 가운데서 선택된 충전제를 액상(液相)으로 상기 주입구를 통해 충전한 후 고상(固相) 또는 반고상(半固相)으로 경화시킨 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면, 하우징 내부 제어기 기판 주위를 빈틈없이 절연제로 충전하여 습기 및 물의 침투를 근본적으로 차단할 수 있는 할 수 있게 되므로, 히팅케이블용 제어기의 부품에서 습기 전기적 단락을 방 실링 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
히팅케이블, 제어기, 기밀

Description

히팅케이블용 제어기 실링 구조{SEALING STRUCTURE OF CONTROLLER FOR HEATING CABLE}
도 1a는 종래의 히팅케이블용 제어기의 하우징을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 1b는 종래의 히팅케이블용 제어기의 하우징을 조립하여 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 히팅케이블용 제어기의 하우징 내부에 충전제를 주입하는 방법을 보여 주는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A' 절단선에 대한 단면도이다.
도 2c는 본 발명에 따른 히팅케이블용 제어기의 하우징을 분해하여 도시한 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 하우징 상부 3 : 감온공(感溫孔)
5, 7 : 엘이디 삽입공 9 : 케이블 인입구
11 : 접합면 13 : 하우징 하부
15 : 결합공 17 : 접합면
19 : 제어기 기판 21 : 저항
23, 25 : 엘이디(LED) 27 : 다이오드
29 : 감온스위치 31a, 31b : 도체선
33 : 탄소 혼합 폴리머 35 : 내부 자켓
37 : 절연 자켓 39 : 히팅케이블
41 : 전원선 43 : 주입구
45 : 노즐 47 : 충전제
본 발명은 히팅케이블용 제어기에 관한 것으로, 더 상세하게는 배관 동파 방지, 온수 배관 동파 방지 및 온도 유지, 바닥 난방, 제설 제빙 등에 사용되는 히팅케이블 에 연결되어 감온스위치 및 통전(通電) 표시 기능을 수행하는 히팅케이블용 제어기가 습기 또는 침수 등에 의하여 단락 등의 고장이 나는 것을 방지할 수 있는 실링 구조에 관한 것이다.
도 1a는 종래의 히팅케이블용 제어기의 하우징을 분해하여 도시한 사시도이고, 도 1b는 종래의 히팅케이블용 제어기의 하우징을 조립하여 도시한 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 히팅케이블(39)은 1쌍의 도체선(31a, 31b)을 일정간격 이격시켜 평행하게 인서트하면서 카본 혼합 폴리머(33)로 압출한 케이블 형상의 히터이다. 카본 혼합 폴리머(33)는 카본 입자가 폴리머 분자간의 공극 사이에 분산되어 있어, 일정한 전압(V)이 가해진 상태에서 주변 온도의 상승으로 폴리머 분자가 팽창하면 폴리머간의 간격(공극)이 좁아져 저항(R)이 커지며, 이에 따라 전류량, 소모전력(P=V2/R) 및 발열량도 작아진다. 반면, 주변 온도의 하락으로 폴리머 분자가 수축하면 분자간의 간격(공극)이 커져 저항(R)이 작아지고, 이에 따라 전류량, 소모전력 및 발열량이 커진다. 이러한 히팅케이블(39)의 특성을 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성이라고 한다. 히팅케이블(39)의 탄소 혼합 폴리머(33) 외부에는 사용 중 열변형을 최소화하기 위하여 합성수지 재질의 내부 자켓(35)을 압출 피복한 후 어닐링(annealing) 처리하고, 내부 자켓(35) 위에 절연자켓(37)을 한 번 더 압출 피복한다.
히팅케이블(39)은 상술한 PTC 특성으로 인하여, 배관 동파 방지, 온수 배관 동파 방지 및 온도 유지, 바닥 난방, 제설 제빙 등에 활용되고 있다. 그러나, 히팅케이블(39)은 전원이 투입될 경우 5℃ - 10 ℃ 이상의 온도에서도 계속적으로 미세 전류가 흘러 발열이 이루어지므로 불필요하게 전력이 낭비될 수 있다. 따라서, 일반적으로 히팅케이블(39)은 외부 온도를 감지하여 외부 온도가 미리 설정온도한 온도 이상으로 올라가면 자동으로 전원을 차단할 수 있는 감온스위치(29)(업계에서는 온도센서라고도함)가 필요하다. 또한, 전원선(41)에의 전원 투입여부, 히팅케이블의 도체선(31a, 31b)에의 전원 연결 여부 등을 확인할 수 있는 엘이디(LED:Light Emitting Diode)(23, 25)와 상기 엘이디의 전류량을 제한하는 저항(21)과 상기 엘이디에 역전류가 투입되는 것을 차단하는 다이오드(27) 등도 필요하다. 이들 부품들은 제어기 기판(19)에 실장된 후 하우징(1, 13) 내부에 수용되어 전원선(41)과 히팅케이블 (39)사이에 연결된다.
히팅케이블(39)은 배관 동파 방지, 온수 배관 동파 방지 및 온도 유지, 바닥 난방, 제설 제빙 등에 사용되기 때문에 히팅케이블용 제어기 기판(19)이 언제라도 습기나 물에 노출될 수 있고, 이는 회로의 단락(短絡)이나 누전(漏電)을 초래한다. 특히, 히팅케이블용 제어기 기판(19)이 상부 및 하부로 분리된 하우징(1, 13) 내부에 조립되고, 하우징에 감온공(3), 엘이디 삽입공(5, 7), 케이블 인입구(9) 등이 형성된 경우에는 더욱 습기나 물에 노출될 위험이 크다. 따라서, 종래 제어기 기판(19)을 하우징 내부에 실장하고 하우징 상부 및 하부를 조립함에 있어서는, 하우징 하부(13)에 형성된 결합공(15)을, 이에 대응하여 하우징 상부(1)에 형성된 결합돌기와 체결할 뿐만 아니라, 하우징 상부(1) 및 하우징 하부(13)의 접합면(11, 17)에 에폭시 등의 핫멜트를 도포하여 접합함으로써 기밀이 유지되게 하여 왔다. 도 1b는 이렇게 기밀이 유지된 히팅케이블용 제어기를 나타낸다. 그러나, 상술한 바와 같이 습기 또는 물은 하우징 상부(1) 및 하부(13)간의 접합면(11, 17)을 통하여 침투할 뿐만 아니라, 하우징 상부(1)에 형성된 감온공(3), 엘이디 삽입공(5, 7), 케이블 인입구(9) 및 전원선 인입구 등을 통하여도 침투할 수 있기 때문에 하우징 상부(1) 및 하우징 하부(13)의 접합면(11, 17)에 에폭시 등의 핫멜트를 도포하여 접합하는 것만으로는 충분한 기밀을 달성할 수 없었다.
상술한 종래 히팅케이블용 제어기의 실링(sealing) 문제를 해결하고자 안출된 본 발명은, 하우징 내부 제어기 기판 주위를 빈틈없이 절연제로 충전하여 습기 및 물의 침투를 근본적으로 차단할 수 있는 할 수 있는 히팅케이블용 제어기 실링 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명은 충전제 주입구가 형성된 하우징 내부에 제어기 기판을 실장하고, 파라핀 왁스, 폴리우레탄 또는 에폭시 가운데서 선택된 충전제를 액상(液相)으로 상기 주입구를 통해 충전한 후 고상(固相) 또는 반고상(半固相)으로 경화시킨 것을 특징으로 한다.
상기 파라핀 왁스는 용융점인 50℃-90℃로 녹여 액상으로 만든 후 상기 주입구에 충전하고 냉각시켜 경화시킨다.
상기 폴리우레탄은 폴리올 100중량부에 이소시아네이트류 30 내지 50중량부를 혼합하여 액상의 폴리우레탄을 만든 후 이를 상기 주입구를 통해 충전하여 경화시킨다.
상기 에폭시는 액상의 엑폭시 수지 100중량부에 경화제 0.1 내지 10중량부를 첨가하여 상기 주입구를 통해 충전한 후 경화시킨다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 히팅케이블용 제어기 실링 구조를 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명에 따른 히팅케이블용 제어기의 하우징 내부에 충전제를 주입하는 방법을 보여 주는 사시도를, 도 2b는 도 2a의 A-A' 절단선에 대한 단면도를, 도 2c는 본 발명에 따른 히팅케이블용 제어기의 하우징을 분해하여 도시한 사시도를 각각 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 히팅케이블용 제어기의 하우징 하부(13)가 상방으로 향하게 뒤집어 놓은 상태에서 도시한 것이고, 도 2c는 하우징 상부(1)가 상방에 놓인 상태에서 분해하여 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명에 따른 충전제(29)는 제어기 기판(19)에 히팅케이블(39) 및 전원선(41)을 연결하고, 이들을 하우징(1, 13) 내부에 실장하여 조립한 후 노즐(45)에 의하여 주입되는 데 특징이 있다. 이를 위하여, 하우징에는 주입구(43)가 미리 성형 되어 있어야 한다. 도 2a 내지 도 2c에는 주입구(43)가 하우징 하부(13)에 형성된 경우를 예시적으로 도시하고 있으나, 하우징 상부(1)에 형성 되어도 무방하다. 또한, 본 발명에 따른 충전제(29)는 주입되기 이전에 액상(液相)이어야 한다. 충전제(29)를 히팅케이블용 제어기가 조립된 상태에서 충전하는 본 발명에 있어서는, 충전제(29)가 액상이 아닐 경우, 하우징 내부의 공간을 빈 틈없이 완전히 충전하기 어렵기 때문이다.
상기 충전제로는 파라핀 왁스, 폴리우레탄 또는 에폭시를 사용한다.
파라핀 왁스는 상온에서 결정성(結晶性)인 고체이고, 알코올, 클로로포름 등 거의 모든 유기용매에 녹지만 물에는 녹지 않으며, 공기 속에서 산소 또는 세균에 침식되지 않는다. 따라서, 파라핀 왁스는 용융점인 50℃-90℃로 녹여 액상으로 만든 후 상기 주입구에 충전하고 냉각시켜 고상(固相) 또는 반고상(半固相)으로 경화시킨다.
상기 폴리우레탄은 폴리올 100중량부에 이소시아네이트류 30 내지 50중량부를 혼합하여 액상의 폴리우레탄을 만든 후 이를 상기 주입구를 통해 충전하여 경화시킨다.
상기 폴리올과 이소시아네이트류를 혼합함에 있어서는 글리콜, 디아민 등에서 선택된 쇄연장제 1-3중량부, 이산화탄소, 프레온, 메틸렌디클로라이드, 펜탄, 물 등에서 선택된 발포제 1- 4중량부, 실리콘 수지나 유화제 가운데서 선택된 기포 크기조절제 0.5-2중량부, 아민류나 유기주석 화합물 가운데서 선택된 촉매 0.1-1중량부를 더 첨가할 수 있다.
상기 에폭시는 액상의 엑폭시 수지 100중량부에 경화제 0.1 내지 10중량부를 첨가하여 상기 주입구를 통해 충전한 후 경화시킨다.
상기 경화제로는 트리에틸렌테트라민, 디에틸아미노프로필아민, 폴리아미드아민 등 아민계 경화제를 사용한다.
도 2c를 참조하면, 이렇게 주입되어 고상 또는 반고상으로 경화된 충전제는 히팅케이블(39) 및 전원선(41)의 접합지점 뿐만 아니라 저항(21), 다이오드(27), 엘이디(23, 25), 감온스위치(29) 등 하우징(1, 13) 내부에 수용되는 제어기 기판(19)상의 모든 부품을 감싸게 되므로, 습기가 침투할 염려가 없으며, 침수되는 경우에도 단락이나 누전의 위험이 없게 된다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 하우징 내부 제어기 기판 주위를 빈틈없이 절연제로 충전하여 습기 및 물의 침투를 근본적으로 차단할 수 있는 할 수 있게 되므로, 히팅케이블용 제어기의 부품에서 습기 전기적 단락을 방 실링 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

Claims (4)

  1. 하우징 상부와 하우징 하부로 분할되는 하우징의 내부에 히팅케이블용 제어기 기판을 실장하고 충전제로 충전하여 방수 처리함에 있어서,
    상기 하우징 상부 또는 하우징 하부에 충전제 주입구를 미리 형성하고, 상기 제어기 기판을 상기 하우징 상부 및 하우징 하부의 내부에 실장한 후 상기 하우징 상부 및 하우징 하부를 조립한 상태에서, 미리 액상(液相)으로 만들어진 파라핀 왁스, 폴리우레탄 또는 에폭시 가운데서 선택된 충전제를 조립된 하우징 내부에 상기 충전제 주입구를 통하여 액상으로 충전한 후 고상(固相) 또는 반고상(半固相)으로 경화시킨 것을 특징으로 하는 히팅케이블용 제어기 실링 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라핀 왁스는 용융점인 50℃-90℃로 녹여 액상으로 만든 후 상기 주입구를 통해 충전하고 냉각시켜 경화시킨 것을 특징으로 하는 히팅케이블용 제어기 실링 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄은 폴리올 100중량부에 이소시아네이트류 30 내지 50중량부를 혼합하여 액상의 폴리우레탄을 만든 후 이를 상기 주입구를 통해 충전하여 경화시킨 것을 특징으로 하는 히팅케이블용 제어기 실링 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에폭시는 액상의 엑폭시 수지 100중량부에 경화제 0.1 내지 10중량부를 첨가하여 상기 주입구를 통해 충전한 후 경화시킨 것을 특징으로 하는 히팅케이블용 제어기 실링 구조.
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