KR100953074B1

KR100953074B1 - 스페이스 히터 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100953074B1
Application number: KR1020090114472A
Authority: KR
Inventors: 장문호
Original assignee: 장문호
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2010-04-13

Abstract

본 발명은 컨트롤 박스, 모터, 전동기, 회전기, 발전기 등의 계기 내부에 발생하는 습기를 효율적으로 제거하기 위한 스페이스 히터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 소정 길이만큼 권선된 열선의 양단에 스폿용접으로 리드를 연결하는, 열선제조단계; 상기 열선을 파이프에 삽입하고, 상기 파이프 내의 공간에 산화마그네슘을 충진하는 단계; 상기 산화마그네슘이 충진된 파이프를 압축하는 단계; 상기 열선에 정격 전압을 초과하는 소정 전압을 인가하여 전기 열처리하는 단계; 상기 열처리된 열선이 삽입되어 있는 파이프를 100~150℃ 에서 건조하는 단계; 및 상기 파이프 양측 말단에 실리콘을 투입하는 단계를 포함하여 이루어져, 계기 내의 습기를 효과적으로 제거하고 계기 내부로 스며드는 습기를 예방하여 습기 등에 민감한 제품의 수명을 연장시키고, 누전 등으로 인한 오작동 및 안전사고 등의 위험을 방지할 수 있다.

스페이스 히터, 열선, MgO 충진, 전기 열처리

Description

스페이스 히터 및 그 제조방법{ＡＳＰＡＣＥＨＥＡＴＥＲＡＮＤＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧＭＥＴＨＯＤＴＨＥＲＥＯＦ}

본 발명은 스페이스 히터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 컨트롤 박스, 모터, 전동기, 회전기, 발전기 등의 계기 내부에 발생하는 습기를 효율적으로 제거하기 위한 스페이스 히터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기전자계기를 사용함에 있어서 습기는 계기들의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 누전 등으로 인한 오작동을 유발하는 원인이 된다. 따라서 계기 내부의 습기는 제거되어 적당 수준 이하로 조절되어야 하며, 이러한 목적을 달성하기 위해 스페이스 히터가 사용되고 있다. 뿐만 아니라 습기로 인하여 차단기가 자주 떨어지는 곳이나 판넬 내부 등 습기가 자주 차는 곳에도 스페이스 히터가 사용되고 있다.

즉, 스페이스 히터는 컨트롤 박스나 모터 등에 장착되어 일정한 온도를 유지하고 습기를 제거하는 것을 목적으로 사용되는 것으로, 종래 기술에 따른 스페이스 히터 제조방법은 등록특허 제657368호에 개시되어 있는 바와 같이 열선제조공정, 절연공정, 압축공정, 결합공정으로 이루어진다.

상기 열선제조공정은 다음과 같다. 일정한 폭과 길이로 절단한 운모에 열선을 권선한다. 권선을 완료한 열선의 양측에 리드볼트를 결합한다. 다음으로, 열선이 권선된 운모의 외측에 쇼트방지 및 내전압 향상을 위해 석면관을 씌운다. 여기서 석면관 대신 애관을 사용할 수 있으며, 상기와 같이 석면관을 씌운 열선을 일정한 길이로 잘라놓은 튜브에 삽입한다.

다음으로, 절연공정은 삽입한 열선과 튜브 사이에 절연재인 산화마그네슘을 충진하여 절연시키는 공정이다. 일측의 튜브와 리드볼트 사이의 공간부에 임시마개를 끼운 후에 타측에서 산화마그네슘을 주입하여 열선과 튜브의 빈 공간부를 충진시킨 후 밀봉한다.

그 다음으로, 압축공정은 절연공정을 거친 튜브를 롤러에 길이방향으로 넣어 압축시켜서 튜브 내부에 존재하는 공기를 모두 빼버리는 공정이다. 상기 튜브를 압축시킨 후 임시마개를 빼고 실리콘재로 리드볼트와 튜브 사이를 밀봉한다. 상기와 같이 튜브 내부가 압축되면 충진된 산화마그네슘이 고밀도로 압축되므로 열전달 효율이 향상된다.

마지막으로, 결합공정은 압축된 튜브를 외피에 삽입하여 고정시키는 공정이 다. 상기 외피는 알루미늄을 압축인발하여 성형한 것으로서, 백색 전착 코팅을 하여 만든다. 상기 외피에는 상기 튜브가 삽입될 구멍이 형성되어 있다. 상기 외피의 구성에 튜브를 삽입한 후에 볼트로 고정시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술의 스페이스 히터 제조방법에 따르더라도 제품 내로 스며드는 습기를 예방할 수 없고, 제품 내의 습기를 효과적으로 제거하는 데에는 한계가 있으며 이로 인해 누전으로 인한 오작동과 그로 인한 안전사고 등의 문제가 여전히 존재한다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기전자계기 내의 습기를 효과적으로 제거하여 적정 수준 이하로 조절할 뿐만 아니라, 계기 내부로 스며드는 습기를 예방할 수 있는 스페이스 히터를 제공하고자 한다.

또한, 열전도도를 균일하게 유지할 뿐만 아니라 전체 열전도도를 향상시키는 스페이스 히터를 제공함과 동시에 제품 내의 습기를 효과적으로 방지함으로써 제품 수명을 상당히 연장시킬 수 있으며, 누전 등의 위험과 이로 인한 안전사고 또한 방지할 수 있는 스페이스 히터를 제공하고자 한다.

전술한 기술적 과제의 해결을 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이스 히터 제조방법은, 전기전자계기 내부의 습기를 효과적으로 제거하는 스페이스 히터 제조방법으로서, 소정 길이만큼 권선된 열선의 양단에 스폿용접으로 리드를 연결하는, 열선제조단계; 상기 열선을 파이프에 삽입하고, 상기 파이프 내의 공간에 산화마그네슘을 충진하는 단계; 상기 산화마그네슘이 충진된 파이프를 압축하는 단계; 상기 열선에 정격 전압을 초과하는 소정 전압을 인가하여 전기 열처리하는 단계; 상기 열처리된 열선이 삽입되어 있는 파이프를 100~150℃ 에서 건조하는 단계; 및 상기 파이프 양측 말단에 실리콘을 투입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열선제조단계 이후에 불순물 제거를 위해 열선에 소정 전압을 인가하는 전기통전 단계를 더 포함하는 것을 다른 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 투입 단계를 수행한 후, 12~24 시간 이후에 전선과 수축튜브를 이용하여 리드선을 결선하는 단계를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전기 열처리 단계 이후에, 열처리한 부위를 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전기 열처리 단계는 300~400V 의 전압을 15~20분 동안 통전함으로써 수행되는 것을 또 다른 특징으로 할 수 있다.

삭제

또한, 스페이스 히터는 상기 스페이스 히터 제조방법들에 의해 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 계기 내의 습기를 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 계기 내부로 스며드는 습기를 예방하여 습기 등에 민감한 제품의 수명을 상당히 연장시키고, 이들 장비의 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 누전 등으로 인한 오작동 및 안전사고 등의 위험을 현저히 줄일 수 있으며, 열전도도를 향상시키고 균일하게 유지함으로써 전체 시스템의 효율 또한 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1 은 종래 기술에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도이며, 도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도이며, 도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도이며, 도 4 는 본 발명의 스페이스 히터 제조방법에 의해 제작된 스페이스 히터와 그 단면도이며, 도 5 는 본 발명의 스페이스 히터 제조 중 전기 열처리 공정시 모습이다.

본 발명은 소정 길이만큼 권선된 열선의 양단에 스폿용접으로 리드를 연결하는, 열선제조단계; 상기 열선을 파이프에 삽입하고, 상기 파이프 내의 공간에 산화마그네슘을 충진하는 단계; 상기 열선에 소정 전압을 인가하여 전기 열처리하는 단계; 상기 열처리된 열선이 삽입되어 있는 파이프를 100~150℃ 에서 건조하는 단계; 및 상기 파이프 양측 말단에 실리콘을 투입하는 단계를 포함하여 이루어지는 스페이스 히터 제조방법으로서, 계기 내의 습기를 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 계기 내부로 스며드는 습기를 예방하여 습기 등에 민감한 제품의 수명을 상당히 연장시킬 수 있다.

도 2 를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 스페이스 히터 제조방법을 설명한다. 우선, 파이프를 소정 길이로 절단해 둔다. 이 때 파이프는 제작하고자 하는 스페이스 히터의 크기 및 출력에 따라 소정 직경의 것을 선택할 수 있으며, 절단 길이 또한 임의로 조절할 수 있다.

열선제조단계(S100)에서, 소정 길이만큼 권선된 열선의 양단에 리드를 연결 하게 되는데, 이 때 사용되는 열선으로는 높은 온도에 잘 견디고 전기저항력을 증대시킬 수 있는, 철, 크롬, 알루미늄 등의 합금 소재인 것이 바람직하다. 또한 녹는점이 1200~1400℃ 정도로 높은 칸탈 소재의 열선을 사용하는 것이 더욱 바람직하다 할 것이다.

여기서, 열선과 리드의 접속은 스폿용접방식에 따르는 것이 바람직하다. 스폿용접은 겹쳐 놓은 모재의 앞쪽 끝을 적당하게 성형한 전극으로 누르고, 여기에 전류를 통하면 접촉면의 전기저항이 크므로 생기는 발열을 이용하는 것으로, 이 발열에 의하여 재료의 온도가 상승하여 모재 자체의 저항이 커져서 온도는 더욱 상승하므로 접촉불량률을 현저히 줄일 수 있다.

이 때, 전극으로서는 구리 또는 구리합금제 등, 재질은 전기와 열전도가 좋고 연속 사용하더라도 내구성이 있으며 고온에서도 기계적인 성질이 유지되는 것을 사용한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면 열선 제조 단계(S100) 이후, 열선에 전기를 통전하여 열선의 발열상태를 확인하고 열선 내의 불순물을 제거하는 단계(S150)를 더욱 포함할 수 있다.

다음으로, 제조된 열선을 절단된 파이프 내에 삽입하고, 파이프 내의 공간에 산화마그네슘(MgO)을 충진한다.(S200) 산화마그네슘은 열선과 파이프를 절연시키는 절연재로서 기능한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면 상기 MgO 충진 단계(S200) 이후, 파이프를 압축하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.(S250) 파이프를 압축하는 공정은 압력을 이용하여 파이프 내의 공기 등 기포를 제거하는 공정으로서, 이로 인해 스페이스 히터의 열전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 압축 후의 파이프 직경이 압축 전의 파이프 직경의 80~90% 에 해당하도록 압축할 것이다.

다음으로, 상기 열선에 소정 전압을 인가하여 전기 열처리 단계(S300)를 수행한다. 상기 전기 열처리 단계(S300)는 정격 전압을 초과하는 소정 전압을 인가함으로써 수행할 수 있으며, 본 실시예에서는 220V 제품 제작을 위해 300~400V 의 전압을 15~20분 동안 통전한다. 바람직하게는 360~390V 의 전압을 약 20분동안 통전할 수도 있다. 이 때 열선을 제외한 비발열부에 대해서는 직접가열 방식으로 열처리를 할 수 있다. 발열부나 비발열부나 표면 온도가 약 550~650℃, 바람직하게는 약 600℃ 가 되도록 열처리 단계를 수행할 수 있다.

상기 전기 열처리 공정에 의해 MgO 코팅성분이 연소되고, 코팅 성분이 녹으면서 MgO를 감싸게 되어 방수역할을 하게 된다. 이와 관련하여서 도 5 에 전기 열처리 공정시 제품 모습을 도시하고 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면 상기 전기 열처리 단계(S300) 이후에 열 처리된 부분을 연마하는 단계(S350)를 더 포함할 수 있다. 열처리된 부분을 연마 가공하여 추후 공정을 진행함으로써 스페이스 히터의 열효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

다음으로, 열처리된 파이프를 100~150℃ 에서 건조하고(S400), 파이프 양측 말단 공간에 실리콘을 투입한다(S500). 이 때, 사용되는 실리콘재로서는 공지된 실리콘재를 사용할 수 있다.

실리콘을 투입하고 약 12~24 시간 후에, 전선과 수축튜브를 이용하여 리드선을 결선하고 파이프의 양단을 패킹하여 완성한다.(S600)

도 4 에는 상기와 같은 본 발명의 스페이스 히터 제조방법에 의해 제조된 스페이스 히터(700)의 일 예를 도시한다.

확대 단면도에 도시된 바와 같이, 스페이스 히터(700)는 열선(710)이 권선되어 파이프(750) 내에 삽입되고, 파이프(750) 내 공간에 MgO(720) 가 충진되며, 파이프 양단 공간에는 실리콘(730)이 투입된 후 패킹(740) 등을 이용하여 마감한다. 여기서, 상기 패킹(740)은 테프론 패킹인 것이 바람직하며, 리드 돌출부(760)는 최소화하는 것이 바람직하다 할 것이다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나 의 실시예에 불과하며, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도.

도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스페이스 히터 제조방법의 순서도.

도 4 는 본 발명의 스페이스 히터 제조방법에 의해 제작된 스페이스 히터와 그 단면도.

도 5 는 본 발명의 스페이스 히터 제조 중 전기 열처리 공정시 모습.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

S100 : 열선제조단계

S150 : 전기 통전 단계

S200 : MgO 충진 단계

S250 : 압축 단계

S300 : 전기 열처리 단계

S350 : 연마 단계

S400 : 건조 단계

S500 : 실리콘 투입 단계

S600 : 리드선 결선 단계

700 : 스페이스 히터

710 : 열선

720 : MgO

730 : 실리콘

740 : 패킹

750 : 파이프

760 : 리드 돌출부

Claims

전기전자계기 내부의 습기를 효과적으로 제거하는 스페이스 히터 제조방법으로서,

소정 길이만큼 권선된 열선의 양단에 스폿용접으로 리드를 연결하는, 열선제조단계;

상기 열선을 파이프에 삽입하고, 상기 파이프 내의 공간에 산화마그네슘을 충진하는 단계;

상기 산화마그네슘이 충진된 파이프를 압축하는 단계;

상기 열선에 정격 전압을 초과하는 소정 전압을 인가하여 전기 열처리하는 단계;

상기 열처리된 열선이 삽입되어 있는 파이프를 100~150℃ 에서 건조하는 단계; 및

상기 파이프 양측 말단에 실리콘을 투입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 열선제조단계 이후에 불순물 제거를 위해 열선에 소정 전압을 인가하는 전기통전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 실리콘 투입 단계를 수행한 후, 12~24 시간 이후에 전선과 수축튜브를 이용하여 리드선을 결선하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 전기 열처리 단계 이후에, 열처리한 부위를 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터 제조방법.
삭제
제 1 항 또는 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 열처리 단계는 300~400V 의 전압을 15~20분 동안 통전함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터 제조방법.
제 7 항의 스페이스 히터 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 스페이스 히터.