KR100997529B1 - 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치에 관한 것으로, 숯가루와 우레탄폼으로 성형한 판상의 숯 판넬(10)과, 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 다수의 띠 형상으로 도포되어 형성되는 다수의 카본 발열체(20)와, 상기 카본 발열체(20)의 단부상에 접착 배열되는 박판상 도선부(30)와; 상기 카본 발열체(20)와 박판상 도선부(30)가 형성된 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 적층되는 절연층(40), 상기 절연층(40) 상에 적층되는 단열층(50)으로 박판상의 발열체(A)가 이루어지고, 상기 발열체(A)의 박판상 도선부(30)에 플러그(61)를 갖춘 전원선(60)이 연결된 상태로 액자틀(70)에 삽입 고정된 구성으로 발열체 자체나 전원 접속부의 부서짐을 방지하고 전원 접속 불량이 야기되지 않으며, 열효율이 높고, 감전의 위험이나 화재의 위험이 없어 안전하면서도 장기간 고장 없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라 숯 판넬을 사용함으로써 유해한 전자파와 수맥파 등을 차단하고, 공기 중의 습기를 흡수하여 실내의 습도를 알맞게 조절하며, 담배 냄새 등의 각종 악취를 흡착하여 실내 공기를 정화하고, 인체에 유익한 원적외선을 발산하는 숯 자체의 효능을 얻을 수 있는 각별한 장점이 있다.

숯 판넬, 액자형 난방장치, 카본 발열체, 원적외선.

Description

숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치{A frame board type heating device using charcoal panel}

본 발명은 액자형 난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 숯 판넬의 이면 상에 다수의 띠 형상으로 도포되어 다수의 카본 발열체가 형성되고 그 단부에 박판상 도선부가 접착 배열되어 카본 발열체의 단부 끼리가 전기적으로 접속됨으로써 전원 접속 불량에 의한 감전등의 야기되지 않아 안전성이 탁월하고, 열효율이 높으면서도 원적외선의 발산등 숯 자체의 효능을 얻을 수 있는 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정용이나 산업용으로 사용하는 전기장판, 전기요, 전기난로 등의 난방기구는 그 열원으로서 금속이 많이 사용되고 있다.

예를 들어, 램프형 난로는 그 열원으로서 금속의 필라멘트가 사용되는 데, 글래스 튜브나 수정 튜브 속에 저압의 불활성 가스나 할로겐 가스를 넣은 상태로 튜브를 봉입하고 이와 동시에 내부에 필라멘트를 설치하여 외부에서 전원을 인가하면 필라멘트를 통해 전류가 흐르면서 그 저항에 의해 열과 빛을 내도록 하는 구조를 가지고 있으며, 필라멘트에서 발생하는 열과 빛을 가열용으로 사용하도록 한 것 이다.

이러한 램프형 난로는 전기를 사용하는 복사방식으로 열을 전달하므로 비교적 좁은 공간에서 집중적으로 열을 전달할 수 있는데, 이는 열의 발생 및 열의 전달에서 청정도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 조절이 간편하여 높은 청정도가 요구되는 장소에서 열원으로 많이 사용되고 있다.

상기 필라멘트는 통상적으로 텅스텐합금 등과 같이 열에 강한 금속을 사용한다. 그러나 상기한 램프형 난로에 열원으로 사용하는 필라멘트는 끊어지기 쉽고 전력소모가 많아 비경제적이라고 하는 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 필라멘트형 난로 대용으로서 전력소모가 적은 장점을 가지고 있는 활성탄섬유 발열체가 사용되고 있다. 이러한 활성탄섬유 발열체 중에서도 특히 열효율이 우수하도록 단위 체적당 표면적을 크게 한 활성탄섬유 다공성 발열체가 주로 사용되고 있다.

표면적이 1000㎡/g ∼ 1600㎡/g 이고, 공경이 10 ~ 40Å인 활성탄섬유 다공성 발열체는 수많은 구멍들로부터 열이 방출되어 열효율이 매우 높고, 5 ∼ 20㎛ 파장영역 범위에서 이상 흑체 대비 84 ∼ 87% 원적외선 방사특성을 갖는 것이어서 가정용이나 기타 산업용 열원으로서 사용할 수 있는 장점이 있다.

그러나 이러한 활성탄섬유 다공성 발열체는 다공성이고 솜털과 같은 섬유임에 따라 그 자체가 부서지기 쉽고, 전원을 공급할 경우 전원 접속부가 부서지기 쉬워 일반적인 리드선과 같은 전원선의 전극구조로는 전원을 활성탄섬유 다공성 발열체에 공급하는 것이 곤란하였다.

이와 같은 발열체는 통상적으로 면상 발열체로서 사용되는 것으로서, 면상 발열체는 안전하고 소음이 없다는 장점이 있기 때문에 아파트나 일반주택 등의 주거용 난방장치로 널리 쓰이고 있을 뿐만 아니라 사무실이나 상점 등 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 창고, 막사 등의 산업용 난방장치와 각종 산업용 가열장치, 비닐 하우스와 농산물 건조시스템과 같은 농업용 설비, 도로나 주차장의 눈을 녹이거나 결빙을 방지할 수 있는 각종 동결방지장치를 비롯하여 레저용, 방한용, 가전제품, 거울이나 유리의 김서림 방지장치, 건강보조용, 축산용 등에도 이용되고 있다.

상기한 면상 발열체를 이용한 난방기구로서 도 1 및 도 2에 도시한 "히터 겸용 액자"가 종래부터 알려져 있는 바, 이는 그림지(4)와 보강판(7)을 중첩하고 이를 액자본체(1)로 고정한 액자에 있어서, 그림지(4)와 보강판(7)의 사이에 발열성 탄소섬유로 된 면상 발열체(2)를 설치하고, 그 측면에 전원코드(6)가 연결된 전원단자(3, 3')를 설치하여서 구성된 것이다.

또한 상기한 것과 유사한 기술로서 면상 발열체를 이용한 "액자형 방열장치"가 실용신안등록 제0277138호로서 등록실용신안공보에 게시되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 면상 발열체를 이용한 액자는 통상의 액자 프레임에 그림과 면상 발열체를 단순히 끼워넣고, 그림의 전면에 유리를 삽입하는 구성이기 때문에 면상 발열체의 형태가 변형되거나 면상 발열체에서 발생하는 열에 의해 그림의 변형이 생기거나 유리로 인해 파손의 위험성 및 무게가 증대되는 결점이 있다.

또한 면상 발열체의 변형으로 장기간 사용시 면상 발열체와 전극의 접속부위가 끊어지는 불량이 발생하는 경우가 빈번하게 일어나고, 면상 발열체가 솜털과 같이 섬유입자 간의 인장력이 약하여 면상 발열체 자체가 쉽게 끊어지는 문제점이 있었다.

아울러, 상기와 같은 전원접속불량 및 면상 발열체 자체의 끊어짐은 열효율이 저하되고, 감전의 위험성뿐만 아니라 화재의 위험도 뒤따르게 된다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 면상 발열체를 이용한 액자형 방열장치에서 야기되는 각종 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 면상 발열체가 아닌 숯 판넬의 한 표면 상에 카본을 다수의 띠 형상으로 도포하여 카본 발열체를 형성하고, 그 단부에 도선부를 접착 배열한 후 절연층과 단열층을 순차 적층하여 얇은 판상으로 구성함으로써 발열체 자체나 전원의 접속부가 부서지는 것을 방지하고 전극과의 접속부에서 발생하는 전원 접속 불량이 야기되지 않는 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전원의 접속불량 및 발열체 자체의 끊어짐이 없어 열효율이 높고, 감전의 위험이나 화재의 위험이 없어 안전하면서도 장기간 고장 없이 사용할 수 있는 수명이 긴 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 숯 판넬을 사용함으로써 유해한 전자파와 수맥파 등을 차단하고, 공기 중의 습기를 흡수하여 실내의 습도를 알맞게 조절하며, 담배 냄새 등의 각종 악취를 흡착하여 실내 공기를 정화하고, 인체에 유익한 원적외선을 발산하는 숯 자체의 효능을 얻을 수 있는 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치를 제공하는 데 있다.

본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치는 숯가루와 우레탄폼으로 성형한 판상의 숯 판넬과, 상기 숯 판넬의 한 표면 상에 다수의 띠 형상으로 도포되어 형성되는 다수의 카본 발열체와, 상기 카본 발열체의 단부상에 접착 배열되는 박판상 도선부와; 상기 카본 발열체와 박판상 도선부가 형성된 숯 판넬의 한 표면 상에 적층되는 절연층, 상기 절연층 상에 적층되는 단열층으로 박판상의 발열체가 이루어지고, 상기 발열체의 박판상 도선부에 플러그를 갖춘 전원선이 연결된 상태로 액자틀에 삽입 고정된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 면상 발열체가 아닌 숯 판넬의 한 표면 상에 카본을 다수의 띠 형상으로 도포하여 카본 발열체를 형성하고, 그 단부에 도선부를 접착 배열한 후 절연층과 단열층을 순차 적층하여 얇은 판상으로 구성함으로써 발열체 자체나 전원의 접속부가 부서지는 것을 방지하고 전극과의 접속부에서 발생하는 전원 접속 불량이 야기되지 않으며, 열효율이 높고, 감전의 위험이나 화재의 위험이 없어 안전하면서도 장기간 고장 없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라 숯 판넬을 사용함으로써 유해한 전자파와 수맥파 등을 차단하고, 공기 중의 습기를 흡수하여 실내의 습도를 알맞게 조절하며, 담배 냄새 등의 각종 악취를 흡착하여 실내 공기를 정화하고, 인체에 유익한 원적외선을 발산하는 숯 자체의 효능을 얻을 수 있는 각별한 장점이 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 박판상 발열체의 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 카본 발열체의 도포상태를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박판상 발열체의 분해 사시도, 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 카본 발열체의 도포상태를 나타낸 도면이다.

본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치는 숯가루와 우레탄폼으로 성형한 판상의 숯 판넬(10)과, 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 다수의 띠 형상으로 도포되어 형성되는 다수의 카본 발열체(20)와, 상기 카본 발열체(20)의 단부상에 접착 배열되는 박판상 도선부(30)와; 상기 카본 발열체(20)와 박판상 도선부(30)가 형성된 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 적층되는 절연층(40), 상기 절연층(40) 상에 적층되는 단열층(50)으로 박판상의 발열체(A)가 이루어지고, 상기 발열체(A)의 박판상 도선부(30)에 플러그(61)를 갖춘 전원선(60)이 연결된 상태로 액자틀(70)에 삽입 고정되어 있다.

상기 숯 판넬(10)로는 참나무숯이나 대나무숯을 일정길이로 절단한 숯덩어리 에 우레탄폼을 발포시켜 판상으로 성형하거나 참나무숯이나 대나무숯을 분쇄한 숯가루에 우레탄폼을 발포시켜 판상으로 성형한 것을 사용할 수 있으나, 숯 판넬(10)을 보다 단단한 박판상으로 성형하기 위해서는 숯가루를 우레탄폼의 발포로 경화시켜 성형한 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1실시예에 있어서, 상기 카본 발열체(20)는 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 도포되어 형성되는 것으로서, 에폭시나 실리콘 접착제에 분말 상의 카본을 혼합하여 형성한 액상의 카본이 다수의 띠 형상으로 되어 띠의 2 ∼ 3 개의 단부 끼리가 서로 연결되도록 도포되어 형성되는 것이고, 상기 박판상 도선부(30)는 카본 발열체(20)의 단부 끼리를 전기적으로 접속하는 박막상의 동판이다.

본 발명의 제 2실시예에 있어서, 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 전체가 액상의 카본으로 도포되어 숯 판넬(10)의 한 표면 전면에 카본 발열체(20)가 형성되고, 상기 박판상 도선부(30)는 상기 숯 판넬(10)의 한 표면을 일정하게 구획하도록 카본 발열체(20) 상에 2 ∼ 4개 배열되어 그 일단이 전기적으로 접속되도록 배열되도록 하여도 된다.

또한 상기 절연층(40)으로는 판상의 에폭시수지, 실리콘, 세라믹 중 어느 하나 이거나 또는 라미네이팅 필름을 사용하고, 판상의 절연층(40)을 상기 카본 발열체(20)와 박판상 도선부(30)가 형성된 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 접착한 후 프레스로 압착함으로써 형성된다.

그리고, 상기 단열층(50)으로는 유리섬유, 스티로폼, 폴리에틸렌(PE)폼, 석고, 황토보드 등 복사에 의한 열전달을 효과적으로 차단할 수 있는 것을 사용하고, 상기한 절연층(40)과 마찬가지로 절연층(40) 상에 접착한 후 프레스로 압착함으로써 형성된다.

다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치의 제작과정에 대하여 설명한다.

먼저 숯가루를 우레탄폼의 발포로 경화시켜 성형한 숯 판넬(10)을 준비하여 본 발명의 제 1 실시예로서 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 다수의 띠 형상으로 다수의 카본 발열체(20)를 도포하는데 이때에는 에폭시나 실리콘 접착제에 분말 상의 카본을 혼합하여 형성한 액상의 카본이 다수의 띠 형상으로 되어 띠의 2 ∼ 3 개의 단부 끼리가 서로 연결되도록 하고, 연결부위 상에 상기 박판상 도선부(30)를 배열 접착하여 박판상 도선부(30)에 플러그(61)를 갖춘 전원선(60)의 단자를 접속한다.

이어 상기 상기 카본 발열체(20)와 박판상 도선부(30)가 형성된 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 판상의 에폭시수지, 실리콘, 세라믹 중 어느 하나 또는 라미네이팅 필름으로 이루어진 절연층(40)을 접착한 후 프레스로 압착하여 형성하고, 절연층(40) 상에 유리섬유, 스티로폼, 폴리에틸렌(PE)폼, 석고, 황토보드 중 어느 하나로 이루어진 단열층(50)을 접착한 후 프레스로 압착 형성하여 박판상의 발열체(A)를 제작한다.

다음에는 상기 발열체(A)를 액자틀(70)에 삽입하여 고정시킴으로써 본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치의 제작을 완료한다.

한편 본 발명의 제 2실시예는 제 1실시예와 비교하여 카본 발열체(20)와 도선부(30)의 형성만이 상이하다. 즉, 본 발명의 제 2실시예에 있어서는 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 전체를 액상의 카본으로 도포하여 숯 판넬(10)의 한 표면 전면에 카본 발열체(20)를 형성하고, 상기 숯 판넬(10)의 한 표면을 일정하게 구획하도록 카본 발열체(20) 상에 도선부(30)를 2 ∼ 4개 접착하여 배열하되 그 일단이 전기적으로 접속되도록 하며, 그 외는 상기 제 1실시예와 동일하다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다. 예컨대 숯 판넬(10) 대신에 석고판이나, 세라믹판, 기능성 황토보드 등을 사용하여도 되고, 도시와 설명을 생략하였지만, 전원선(60)에는 통상적인 온도 조절기가 설치되며, 카본 발열체(20)의 띠는 그 폭의 크기나 수효에 제한받지 않고 다양한 크기와 형상으로 도포할 수 있으며, 망사상으로 도포하여도 된다.

도 1은 종래 면상 발열체를 이용한 히터 겸용 액자의 사시도,

도 2는 종래 면상 발열체를 이용한 히터 겸용 액자의 단면도,

도 3은 본 발명 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치의 사시도,

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 박판상 발열체의 분해 사시도,

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 카본 발열체의 도포상태를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박판상 발열체의 분해 사시도,

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 카본 발열체의 도포상태를 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 숯 판넬 20 : 카본 발열체

30 : 박판상 도선부 40 : 절연층

50 : 단열층 60 : 전원선

61 : 플러그 70 : 액자틀

A : 박판상 발열체

Claims (7)

1. 참나무숯이나 대나무숯을 분쇄한 숯가루에 우레탄폼을 발포시켜 판상으로 성형한 판상의 숯 판넬(10)과, 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 다수의 띠 형상으로 도포되어 형성되는 다수의 카본 발열체(20)와, 상기 카본 발열체(20)의 단부상에 접착 배열되는 박판상 도선부(30)와; 상기 카본 발열체(20)와 박판상 도선부(30)가 형성된 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 적층되는 절연층(40), 상기 절연층(40) 상에 적층되는 단열층(50)으로 박판상의 발열체(A)가 이루어지고, 상기 발열체(A)의 박판상 도선부(30)에 플러그(61)를 갖춘 전원선(60)이 연결된 상태로 액자틀(70)에 삽입 고정된 액자형 난방장치에 있어서,

   상기 카본 발열체(20)는 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 상에 도포되어 형성되는 것으로서, 에폭시나 실리콘 접착제에 분말 상의 카본을 혼합하여 형성한 액상의 카본이 다수의 띠 형상으로 되어 띠의 2 ∼ 3 개의 단부 끼리가 서로 연결되도록 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치.
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5. 제 1항에 있어서, 상기 숯 판넬(10)의 한 표면 전체가 액상의 카본으로 도포되어 숯 판넬(10)의 한 표면 전면에 카본 발열체(20)가 형성되고, 상기 박판상 도선부(30)는 상기 숯 판넬(10)의 한 표면을 일정하게 구획하도록 카본 발열체(20) 한 표면 상에 2 ∼ 4개 배열되어 그 일단이 전기적으로 접속되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 숯 판넬을 이용한 액자형 난방장치.
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