KR100883844B1

KR100883844B1 - 세라믹히터

Info

Publication number: KR100883844B1
Application number: KR1020070017306A
Authority: KR
Inventors: 김신숙
Original assignee: 김신숙; 주식회사 에스엘티
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2009-02-26
Also published as: KR20080077744A

Abstract

본 발명은 원통형 세라믹튜브를 이용한 세라믹히터에 관한것으로, 일반적으로 상수를 데피는데 사용한다. 세라믹재질이 아닌 일반 시즈히터는 열전도가 늦고, 열 효율이 떨어지는 단점이 있고, 또한 세라믹을 이용한 히터는 열전도율은 좋으나 제조공정이 어렵고 열효율을 높이기 위하여 여러 가지 구조적으로 보완을 해야 함으로 원가가 상승하는 단점이 있다. 본 발명에서는 이와같은 문제를 해결하기위하여 열전도와 열효율이 좋은 세라믹튜브를 이용하여 세라믹히터를 개발하였다.

본 발명의 세라믹히터는 상수를 이용하여 사용하는 제품인 정수기, 비데, 식기세척기, 샤워기 및 일반산업용으로 그 적용범위가 매우 넓다.

또한 본 발명에서의 세라믹히터는 열전도 및 열효율이 좋고, 제조공정이 용이하여 원가 경쟁력을 갖을수 있기 때문에 그 적용범위는 매우 넓게 적용될것으로 기대된다.

또한 본 발명에서의 세라믹히터 케이스는 입수와 출수의 방향을 자유롭게 조절 할수 있어 공간 활용이 용이하여 제품을 컴펙트하게 디자인할수 있는 장점이 있다.

순간가열히터, 세라믹히터

Description

세라믹히터{ceramic heater}

도1 종래의 전열선을 인쇄한 세라믹히터 구성도.

삭제

도2 종래의 전열선을 권선한 세라믹히터 구성도.

도3 본 발명에 따른 세라믹히터 구성도.

도4 본 발명에 따른 세라믹히터 조립도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:세라믹튜브 2:세라믹판 3: 전열선 4: 단자연결부 5:세라믹도료 6:단자 7:전열선가이드홈 8:중앙홀 11: 상부케이스 12:하부케이스 13:케이스연결부 14:바이메탈홀 14-1: 바이메탈 15:온도센서홀 15-1:온도센서 16:온도휴즈가이드홈 16-1온도휴즈 17:입수구 18:출수구 19: 좌측케이스 20:우측케이스 21:오링 22:세라믹히터케이스

본 발명은 세라믹히터에 관한것으로 종래의 기술을 살펴보기로 한다.

도1은 종래의 전열선을 인쇄한 세라믹히터의 구성도 이다.

도2는 종래의 전열선을 권선한 세라믹히터의 구성도 이다.

도1 과 같이 종래의 세라믹히터의 구조는 1차적으로 세라믹튜브(1)의 형상을 만든후 약1500도씨에서 소성하여 형상을 만든다. 상기와 같이 만들어진 세라믹튜브(1)에 전열선(3)을 감기 위하여 건조가 안된 세라믹판(2)에 전열선(3)(몰리브덴+텅스텐)을 인쇄한 후, 전열선(2)이 인쇄된 세라믹판(2)을 다시 세라믹튜브(1)에 감은후 600°c 의 건조로에서 다시 소성하여야 한다.

도2 는 같이 전열선(3)을 인쇄방법이 아닌 세라믹튜브(1)에 권선하여 제조한 세라믹히터이다.

도2 의 세라믹히터 제조공정은 도1의 방법과 같이 세라믹튜브(1)를 소성한후, 상기의 세라믹튜브(1) 외벽에 권선기등을 이용하여 전열선(3)을 권선 한다.

이때 권선층간의 절연은 세라믹도료(5)를 이용하여 권선된 세라믹튜브(1)를 통에 담거나, 붓을 이용하여 세라믹도료(5)를 권선 층간에 발라 절연층을 만들어 준다.

상기의 도1의 방법으로 세라믹히터를 제작할 경우, 세라믹판(2)에 전열선(3)를 인쇄하는 비용이 많이 소요되어 원가가 높을 수밖에 없고, 세라믹판(2)에 전열선을 인쇄한후 세라믹튜브(1)에 감아 2차 소성을 하여 사용하는데, 이때 전열선(3)과 세라믹판(2)과 열팽창율이 서로 다를 경우 고온에서 작동시 2차 소성한 세라믹판(2)이 깨질 위험성을 갖고 있다.

삭제

상기의 도2의 방법으로 세라믹히터를 제작할 경우, 도 1의 방법으로 세라믹튜브(1)를 형성하여, 1차 소성한 후 세라믹외면에 전열선(3)을 권선 하는데, 세라믹외면의 마찰력이 작기 때문에 권선이 흘러내려 전열선(3)을 정렬하기가 어려워 전열선(3)이 흩트러 지거나 일정한 간격을 유지할수 없다. 때문에 도2의 방법은 절연을 하는데 많은 어려움이 있다. 또한 도2의 방법도 도1의 방법과 같이 전열선(3)과 세라믹도료(5)의 열팽창율이 같지 않을 경우 고온에서 사용중 세라믹도료(5)에 크렉이 발생하여 절연이 파괴될수 있는 위험요소를 갖고 있다.

삭제

상기 도1,2 방법의 세라믹히터의 또 한가지 단점은 상수를 히팅하기 위하여 전원을 인가한 후 세라믹튜브(1)의 중앙홀(8)로 물을 흘려 순간적으로 물을 데피는데, 이때 열효율을 높이기 위해서는 세라믹튜브(1)의 두께를 얇게 해 주어야 한다. 하지만 세라믹튜브(1)를 전체적으로 얇게 할 경우 열충격에 세라믹튜브(1)가 파괴 될 위험성이 있다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기위하여, 세라믹튜브(1) 외면에 전열선(1)의 선경보다 넓은 전열선가이드홈(7)을 만들고, 전열선(3)을 전열선가이드홈(7)에 맞춰 권선하고, 그 표면에 세라믹판(2)을 붙여 절연함으로 전열선(3)과 세라믹판(2)간의 열팽창율이 같지않아도 세라믹판(2)이 깨지거나 절연이 파괴되지 않도록 하고, 전열선가이드홈(7)의 두께는 세라믹튜브(1) 전체 두께보다 얇게 하여 열효율을 극대화 하고, 세라믹히터 케이스(22)는 입, 출수구(17,18)의 방향을 자유롭게 조절할 수 있도록 하여 공간활용을 극대화 할 수 있도록 한다.

이하 본 발명의 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 설명하고자 한다.

도면3은 본 발명에 따른 세라믹히터의 구성도 이다.

본 발명은 도 3의 구성도와 같이, 세라믹튜브(1)를 구성할때 전열선가이드홈(7)을 구비하여 전열선(3)을 전열선가이드홈(7)에 권선할수 있도록 구성한다.

일반적으로 세라믹 소재를 성형하는 방법은 손으로 형상을 만들어 성형하는 방법과 다이스를 이용하여 압출하는 방법, 금형을 이용하여 분사하여 성형하는 방법등이 있다.

본 발명에서는 금형을 이용하여 분사하여 성형하는 방법을 이용하여 세라믹튜브(1)에 전열선가이드홈(7)을 만들어 성형한다.

이때 전열선가이드홈(7)은 전열선(3)의 외경보다 120~130%정도 넓게 형성하여야 한다.

상기와 같이 세라믹튜브(1)를 구성한후, 1500도씨의 건조로에서 1차 소성을 한다.

1차 소성을 완료한후 전열선(3)을 권선하는데 권선은 수작업이나 권선기등을 이용하여 전열선가이드홈(7)에 전열선(3)이 한 가닥씩 들어가 권선될수 있도록 하고, 권선 시작부에 전열선(3)을 압착하여 고정할수 있도록 단자(6)를 구비하여 권선시 전열선(3)이 흩트러지는것을 방지할 수 있도록 구성하고, 권선이 끝나는 부분에도 전열선(3)을 압착하여 고정할 수 있는 단자(6)를 구비한다.

상기와 같이 전열선(3)을 권선한후, 세라믹히터 외면에 완전건조되지 않은 세라믹판(2)으로 감싸 절연체를 형성한 후 600도씨의 건조로에서 2차 소성하면 본 발명에서의 세라믹히터를 제조한다.

상기 본 발명과 같이 구성하여 세라믹히터를 사용할 경우,

우선 세라믹튜브(1)의 좌,우측의 단자(6)에 전원을 인가해 주는데, 단자는 좌,우측으로 최대한 벌려 구성한다. 좌,우 단자(6) 중앙엔 세라믹히터케이스(22)에 세라 믹히터의 안전 장치인 온도휴즈(15-1)를 장착하기 위한 온도휴즈가이드홈(16) 을 구성한다.

또한 전열선가이드홈(7)은 금형을 이용하여 일정한 넓이와 간격을 유지할 수 있도록 형성하고, 전열선가이드홈(7)의 깊이는 세라믹튜브(1) 전체의 두께보다 얇게 형성하여 열전도율을 극대화 할 수 있도록 구성한다. 전열선가이드홈(7)은 권선시 전열선(3)의 간격을 일정하게 유지해 주고, 권선후에도 흩트러짐이 없도록 구성한다.

또한 전열선가이홈(7)의 넓이는 전열선보다 120~130%정도 넓게 구성해줘야 하는데, 이는 전원을 인가하여 고온에서 사용중 전열선(3)이 열팽창을 하여도 전열선가이드홈(7)내에서 열팽창을 할 수 있도록 형성하여, 전열선(3)이 열팽창을 하여도 세라믹히터 외면에 감싼 절연체인 세라믹판(2)이 파괴되지 않도록 구성한다.

세라믹히터의 절연체인 세라믹판(2)은 미건조된 상태의 세라믹을 다이스를 이용하여 일정 두께가 될수 있도록 압출하여 큰판으로 형성한후, 크기를 가로길이는 단자와 단자사이의 길이만큼, 세로길이는 세라믹튜브(1)의 원주 길이 만큼 절단하여 구성한다. 기재의 세라믹판(2)은 권선후 세라믹튜브(1) 외면에 감싸 전열선(3)이 보이지 않도록 구성하고, 세라믹튜브(1)를 세라믹판(2)으로 감쌀 경우 세라믹판(2)의 시작단과 끝단이 만나는 부분의 전열선(3)이 노출 될수 있는데, 이부분은 세라믹접착제를 이용하여 접착하여 구성함으로 본 발명에 따른 세라믹히터를 제조할수 있다.

또한 상기와 같이 구성한 세라믹히터를 완제품 내부에 노출된 상태로 사용할 경우 세라믹히터의 표면온도가 130도 까지 상승하게 되는데, 이런 화재의 위험을 없애기 위하여 본 발명에서의 세라믹히터 케이스(22)를 사용하여 구성한다. 세라믹히터 케이스의 구성은 세라믹튜브(1) 상부를 감쌀 수 있도록 프라스틱재질을 이용하여 상부케이스(11)를 형성하고, 세라믹히터 케이스의 하부는 상부케이스(11)와 대칭형상으로 하부케이스(12)를 사용하여 구성한다. 상,하부 케이스(11,12) 중앙에는 세락믹히터 표면온도를 감지하여 오작동을 하여 과열이 되었을 경우, 전원을 차단할수 있는 온도휴즈의 가이드홈(16)을 구비하여 형성한다.

세라믹히터의 좌,우측 케이스(19,20)는 상,하부 케이스(11,12)와 톱니바퀴로 연결할수 있도록 케이스연결부(13)를 형성하여, 완제품 구조에 따라 케이스연결부(13)를 회전하여 방향을 자유롭게 설치할수 있도록 한다. 세라믹히터와 세라믹히터케이스의 누설을 방지하기 위하여 좌, 우측 케이스(19,20) 내부에 오링(21)을 구비한다. 또한 세라믹히터에서 히팅된 물의 온도를 측정하기 위하여 세라믹히터의 출수구측(18)에 온도감지센서홀(15)과 안전장치인 바이메탈홀(14)을 형성한다.

상기와 같이 구성하여 입수구(17)에 상수를 연결하고, 양단자(6)에 전원을 인가하면 상수를 원하는 온도로 출수할 수 있는 세라믹히터와 세라믹히터케이스(22)를 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 세라믹히터를 제조하는 데 있어 세라믹튜브(1)에 전열선가이드홈(7)을 형성하여 세라믹히터를 제조하여 열전도효율이 좋고, 고온에서 연속으로 사용하여도 세라믹튜브(1)의 외면을 감싸고있는 절연체인 세라믹판(2)이 깨지는것을 방지하여 세라믹히터의 절연을 안정적으로 하여 안전도를 높일수 있으며, 제조공정이 간단하여 제조원가를 절감할수 있다.

또한 세라믹히터의 외측를 감싸고 있는 본 발명의 세라믹히터케이스(22)를 사용하여, 입수구(17)와 출수구(18)의 방향을 자유롭게 조절할 수 있으므로 완제품의 내부 공간활용이 용이하게 된다.

Claims

세라믹히터에 있어서,

원통의 세라믹 중앙에 중앙홀(8)을 구비한 세라믹튜브(1)를 형성하고, 상기 세라믹튜브(1) 외면에 전열선(1)의 외경보다 넓고 깊이가 상기 세라믹튜브(1)의 두께보다 작은 전열선가이홈(7)을 형성하고, 상기 전열선가이드홈(7) 좌,우측으로 전열선을 고정하는 단자(6)를 형성하고, 상기 전열선가이드홈(7)에 삽입되게 상기 전열선(3)을 상기 전열선가이드홈(7)을 따라 권선하고, 그 외면에 세라믹판(2)을 감싸도록 하여 절연한 것을 특징으로 하는 세라믹히터.
제 1항에 있어서,

상기 세라믹히터 외측에 세라믹히터 케이스를 구비하되,

상기 세라믹히터 케이스는, 상,하 대칭인 상부케이스(11)와 하부케이스(12)를 형성하고, 상기 상부케이스(11) 중앙에 온도휴즈가이드홈(16)을 형성하고, 상기 상,하부케이스(11,12)와 좌,우측케이스(19,20)에 각각의 톱니바퀴형상으로 케이스연결부(13)를 형성하고, 출수측 케이스에 온도센서홀(15)과 바이메탈홀(14)을 형성하고, 세라믹히터와 좌,우측 케이스 사이에 오링(21)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹히터.