KR101080167B1 - Defrost heater using surface heating elements of stripe type - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한쌍의 히터조립 PCB를 이용하여 다수의 스트립형 면상발열체를 직렬 및/또는 병렬 접속하는 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터 및 그 조립방법에 관한 것이다.

본 발명의 제상히터는 각각 일정간격으로 배치된 다수의 제1 및 제2 도전성 연결패드를 구비하고 간격을 두고 배치된 제1 및 제2 히터조립 PCB와, 금속 박막의 스트립 형상으로 이루어지며 양 단부가 상기 제1 히터조립 PCB의 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 제2 히터조립 PCB의 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 접속되는 다수의 스트립형 면상발열체를 구비하는 히터조립체; 증발기의 일측면에 밀착 고정되며 외측면에 장착된 상기 다수의 스트립형 면상발열체로부터 발생된 열을 전달받아 상기 증발기쪽으로 균일하게 전달하기 위한 열전달용 기판; 및 상기 히터조립체의 노출된 부분을 실링 처리하기 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Figure R1020090036691

면상발열체, 조립 PCB, 히터조립체, 조립성, 열전달 효율

The present invention relates to a defrost heater and a method for assembling the same using a strip-shaped planar heating element for connecting a plurality of strip-shaped planar heating elements in series and / or in parallel using a pair of heater assembly PCBs.

The defrost heater of the present invention has a plurality of first and second conductive connection pads, which are arranged at regular intervals, respectively, and comprises a first and second heater assembly PCBs arranged at intervals, and strip shapes of metal thin films. A heater assembly having a plurality of strip-like planar heating elements connected between the plurality of first conductive connection pads of the first heater assembly PCB and the plurality of second conductive connection pads of the second heater assembly PCB; A heat transfer substrate that is tightly fixed to one side of the evaporator and receives heat generated from the plurality of strip-like planar heating elements mounted on an outer side of the evaporator and uniformly transfers the heat toward the evaporator; And an insulating layer for sealing the exposed portion of the heater assembly.

Figure R1020090036691

Planar Heating Element, Assembly PCB, Heater Assembly, Assembly, Heat Transfer Efficiency

Description

스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터{Defrost heater using surface heating elements of stripe type}Defrost heater using surface heating elements of stripe type

본 발명은 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터에 관한 것으로, 특히 한쌍의 히터조립 PCB를 이용하여 다수의 스트립형 면상발열체를 직렬 및/또는 병렬 접속함에 의해 조립생산성, 내구성 및 신뢰성이 높고 슬림한 타입으로 히터조립체를 조립할 수 있는 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터에 관한 것이다. The present invention relates to a defrost heater using a strip-shaped planar heating element, in particular, by assembling a plurality of strip-shaped planar heating elements in series and / or parallel by using a pair of heater assembly PCBs, the assembly productivity, durability, reliability and slim type The present invention relates to a defrost heater using a strip type plane heater that can assemble a heater assembly.

일반적으로 냉장고는 냉동실 및 냉장실로 구획된 본체와, 냉동실 및 냉장실의 전면 개구를 회동 개폐하는 도어와, 냉동실 및 냉장실의 내부를 냉각시키기 위한 냉동장치를 포함한다. In general, a refrigerator includes a main body partitioned into a freezer compartment and a refrigerating compartment, a door for rotating opening and closing the front openings of the freezer compartment and the refrigerating compartment, and a freezing device for cooling the inside of the freezer compartment and the refrigerating compartment.

상기 냉동장치는 기체상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 기체상태의 냉매를 액체상태로 응축하는 응축기와, 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 변환시키는 모세관과, 모세관으로부터 저온 저압으로 액화된 냉매를 기화시켜 증발 잠열을 흡수함으로써 주위의 공기를 냉각시키는 증발기를 포 함한다. 상기 냉동장치는 블로워를 사용하여 증발기 주위의 냉각된 공기를 냉동실 및 냉장실의 내부에 공급함으로써, 냉동실 및 냉장실의 내부를 냉각시킬 수 있다.The refrigeration apparatus includes a compressor for compressing a gaseous refrigerant at high temperature and high pressure, a condenser for condensing the gaseous refrigerant compressed from the compressor into a liquid state, a capillary tube for converting the liquefied refrigerant into a low temperature low pressure state, and a capillary tube. It includes an evaporator that cools the surrounding air by vaporizing a refrigerant liquefied at low temperature and low pressure to absorb latent heat of evaporation. The refrigerating apparatus may cool the inside of the freezing compartment and the refrigerating compartment by supplying cooled air around the evaporator to the inside of the freezing compartment and the refrigerating compartment using a blower.

이러한 냉장고의 냉동장치에 마련된 증발기의 표면 온도는 냉장고 내의 온도보다 낮으므로, 냉장고 내의 공기 중에 존재하는 수분이 증발기 표면에 서리 형태의 성에로 부착되게 된다. 이러한 성에는 증발기의 열교환 능력을 감소시키는 원인이 되므로 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 제상 히터가 설치된다.Since the surface temperature of the evaporator provided in the refrigerator of the refrigerator is lower than the temperature in the refrigerator, moisture existing in the air in the refrigerator is attached to the frost-shaped frost on the surface of the evaporator. Such defrosting causes a decrease in the heat exchange capacity of the evaporator, and therefore, a defrost heater is installed to remove the defrost formed on the evaporator.

도 1 및 도 2를 참고하여, 다양한 히터 중 냉장고에 설치된 제상 히터를 일예로 설명한다. 1 and 2, a defrost heater installed in a refrigerator among various heaters will be described as an example.

도 1과 같이, 냉장고의 증발기(1)는 냉매가 흐르는 지그재그 형상으로 절곡된 튜브(2)와 열 교환이 이루어지도록 튜브(2)를 둘러싸는 다수의 핀(3)으로 이루어진다. 다수의 핀(3)은 튜브(2)의 각 수평 라인별로 복수개씩 형성되거나 전체의 수평 라인을 둘러싸도록 수직방향의 다수의 핀이 하나의 핀으로 형성된 구조를 가지고 있다. 다수의 핀(3)은 중앙부에 냉매가 흐르는 튜브(2)가 통과함에 의해 이 증발기(1)의 열 교환 특성을 향상시킨다.As shown in FIG. 1, the evaporator 1 of the refrigerator includes a plurality of fins 3 surrounding the tube 2 to exchange heat with the tube 2 bent in a zigzag shape in which a refrigerant flows. The plurality of fins 3 has a structure in which a plurality of fins in the vertical direction are formed in one pin for each horizontal line of the tube 2 or surround the entire horizontal line. The plurality of fins 3 improve the heat exchange characteristics of the evaporator 1 by passing the tube 2 through which the refrigerant flows in the center portion.

이러한 냉장고의 증발기(1)는 냉동 사이클이 진행되는 동안 그 표면에 성애가 생성되므로 이를 제거하기 위한 제상 히터가 구비되어 있다.The evaporator 1 of the refrigerator is provided with a defrost heater to remove the defrost on the surface during the refrigeration cycle.

종래의 제상 히터는 증발기(1)의 전면과 후면에 지그재그 형상으로 절곡되어 핀(3)과 선접촉이 이루어지도록 장착된 제1 및 제2 제상 히터(4,5)와, 증발기(1)의 하측에 장착된 제3 제상 히터(6)로 구성되며, 증발기(1)에 형성된 성에를 제거하는 제상 사이클이 주기적으로 실시된다. Conventional defrost heaters are bent in a zigzag shape on the front and rear of the evaporator 1 to be mounted in line contact with the fins 3 and the first and second defrost heaters 4 and 5 and the evaporator 1 It consists of the 3rd defrost heater 6 mounted below, and the defrost cycle which removes the frost formed in the evaporator 1 is performed periodically.

종래의 제상 히터에서 제1 및 제2 제상 히터(4,5)는 증발기(1)와 선 접촉 상태로 설치되며, 제3 제상 히터(6)는 증발기(1)의 하부에 간격을 두고 설치되어 있다.In the conventional defrost heaters, the first and second defrost heaters 4 and 5 are installed in line contact with the evaporator 1, and the third defrost heater 6 is provided at intervals below the evaporator 1. have.

이 경우, 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)는 시즈 히터(Sheath heater) 또는 글래스 히터 등으로 형성될 수 있다. 시즈 히터 및 글라스 히터에서 발생된 열은 복사 또는 대류 방식으로 증발기(1)에 착상된 성에를 녹여 제상한다.In this case, the first to third defrost heaters 4, 5, and 6 may be formed of a sheath heater or a glass heater. The heat generated from the sheath heater and the glass heater is defrosted by melting frost formed on the evaporator 1 in a radiation or convection manner.

이처럼 종래에는 증발기(1)의 전면과 후면에 제1 제상 히터(4)와 제2 제상 히터(5)가 장착되고, 제3 제상 히터(6)가 하측에 장착되므로 위치에 따른 온도 차이로 인하여 각각의 발열 온도를 증가시켜야 한다.As described above, since the first defrost heater 4 and the second defrost heater 5 are mounted on the front and the rear of the evaporator 1 and the third defrost heater 6 is mounted on the lower side, Each exothermic temperature must be increased.

그러나, 상술한 종래 기술에 따른 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)가 증발기(1)와 선접촉 또는 이격되게 형성되므로 제상 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 제상 성능을 향상시키기 위해서는 히터 용량이 큰 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)가 필요하므로 소비 전력이 증가되는 문제점이 있었다.However, since the first to third defrost heaters 4, 5, and 6 according to the related art are formed to be in line contact or spaced apart from the evaporator 1, there is a problem in that defrosting efficiency is lowered. In addition, since the first to third defrost heaters 4, 5 and 6 having a large heater capacity are required to improve the defrosting performance, power consumption is increased.

일반적으로 시즈 히터(Sheath heater)는 파이프 내부에 열선을 코일링하고 절연성과 열전도성이 뛰어난 고순도 산화마그네슘을 고압으로 충진하여 제작한 것으로서, 외부의 기계적 충격이나 진동에 견고하여 수명이 길고 고온 사용에도 절연 저하가 없어 전기적으로 매우 안전한 것으로 알려져 있다. In general, a sheath heater is a product made by coiling a hot wire inside a pipe and filling high-purity magnesium oxide with excellent insulation and thermal conductivity at high pressure. It is known to be electrically safe with no insulation degradation.

그러나, 제상 히터에 적용된 시즈 히터는 공간상의 제약으로 인해 그 발열 부위가 제한되고 히터의 전력 밀도(Watt Density)가 높기 때문에 표면 온도가 매우 높은 것이 특징이 있는 반면에 온도 응답성이 매우 낮아서 후술하는 바와 같이 제 상 완료 후에 빠르게 냉동 사이클로 전환되지 못하는 문제가 있다.However, the sheath heater applied to the defrost heater is characterized by a very high surface temperature due to its limited heat generation due to space limitations and high power density (Watt Density) of the heater, while the temperature response is very low, which will be described later. As described above, there is a problem in that the refrigeration cycle cannot be quickly converted after completion of defrosting.

또한, 종래의 파이프 형태의 기존의 제상히터는 두께가 두꺼워 다양한 제상장치에 설치하여 사용하는데 제약이 따랐으며, 조립성 및 생상성이 떨어지는 문제가 있었다. In addition, the conventional defrost heater in the form of a pipe has a thick thickness was limited to install and use in a variety of defrost apparatus, there was a problem of poor assembly and productivity.

한편, 한국특허 제584274호에는 이러한 시즈 히터를 사용한 제상 히터의 문제점을 개선하기 위하여, 핀-튜브를 갖는 증발기와; 증발기의 표면 서리층을 제거하기 위해 절연필름 및 절연필름에 피복된 히터 선을 갖고 표면이 파면으로 이루어져 증발기의 전면 및 배면에 부착되는 제1 및 제 2 제상히터를 포함하는 제상히터를 구비하고, 제상히터가 증발기의 양측면 및 이에 대향하는 냉장실 내측 고정물 사이에 상기 제상히터의 파면에 의해 압착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 제상장치를 제안하고 있다.On the other hand, Korean Patent No. 584274, In order to improve the problem of the defrost heater using the sheath heater, the evaporator having a fin-tube; In order to remove the surface frost layer of the evaporator, a defrost heater including a first and a second defrost heater having an insulating film and a heater wire coated on the insulating film, the surface is made of a wave surface and attached to the front and rear of the evaporator, The defrost heater is proposed to be pressed and fixed by the wavefront of the defrost heater between the both sides of the evaporator and the inner fixture of the refrigerating compartment opposite to the defrost heater.

이러한 제상 히터는 튜브가 핀의 외측에 배치된 증발기 구조에 적용되도록 지그재그 형상의 히터선이 요철파면을 갖는 절연필름으로 피복되어 있고, 이러한 제상 히터의 양측에 수직으로 설치된 튜브 브라켓과 튜브에 접착제 등을 이용하여 장착되는 것으로 개시되어 있다. The defrost heater is coated with an insulating film having a zigzag-shaped heater wire having an uneven wave surface so that the tube is applied to an evaporator structure disposed outside the fin, and the tube bracket and the tube are vertically installed on both sides of the defrost heater. It is disclosed to be mounted using.

그러나, 튜브 브라켓이 "S"자형 튜브 좌/우측에서 직선과 곡선의 교차 지점에서 다수개의 수직 배열 및 수평 배열되는 튜브들이 삽입 관통되도록 사다리꼴 구조를 갖고 증발기 전체를 지지하는 구조를 이루고 있으므로 파면 형상의 제상히터는 양측단부가 우선적으로 양측의 튜브 브라켓과 접촉하기 때문에 이에 따라 튜브와는 실질적인 직접 접촉이 이루어지기 어려운 구조를 가지고 있다.However, since the tube bracket has a trapezoidal structure to support a plurality of vertically and horizontally arranged tubes at the intersections of straight and curved lines at the left and right sides of the "S" shaped tube and supports the entire evaporator, it has a wavefront shape. The defrost heater has a structure in which both end portions of the defrost heater preferentially contact the tube brackets on both sides, thus making it difficult to make a substantial direct contact with the tube.

또한, 제상 히터의 히터선은 열밀도가 높고 고가인 니크롬으로 이루어진 와이어를 사용하는 것이므로 1차로 와이어 외주를 절연 피복한 구조를 채용하여야 하므로 열전달 효율이 낮고, 또한 두꺼운 절연필름을 사용하여야 하므로 이 또한 열전달 효율이 낮아지게 된다. In addition, since the heater wire of the defrost heater uses a wire made of nichrome which is high in heat density and expensive, a heat insulating efficiency is low and a thick insulating film must be used because a structure in which the outer periphery of the wire is first insulated is used. The heat transfer efficiency is lowered.

한편, 공개실용신안공보 제1998-10548호에는 발열체로서 카본 페이스트를 판상부재에 병렬접속 구조의 패턴 형태로 형성하고 양단부에 선형 도전체를 연결시킨 제상장치가 개시되어 있다. On the other hand, Korean Utility Model Publication No. 1998-10548 discloses a defrosting apparatus in which carbon paste is formed as a heating element in the form of a parallel connection structure in a plate-like member, and linear conductors are connected at both ends thereof.

그러나, 상기 발열체로서 카본 히터를 사용한 제상장치는 200W 정도의 높은 용량의 히터를 구현하기 어렵고, 일반적으로 40℃ 정도의 발열이 이루어지기 때문에 이를 제상장치에 사용하면 시즈 히터와 유사한 정도로 온도 응답성이 느린 문제가 있다.However, a defroster using a carbon heater as the heating element is difficult to realize a heater having a high capacity of about 200 W, and generally generates heat of about 40 ° C., so that when used in a defrosting device, the temperature responsiveness is similar to that of a sheath heater. There is a slow problem.

또한, 카본 히터는 절연을 위하여 합성수지 필름으로 코팅하는 경우 열충격에 약한 문제가 있고, 더욱이 발열체 역할을 하는 카본은 장시간 사용시에 물성이 변경되는 단점도 가지고 있다.In addition, the carbon heater has a weak problem in thermal shock when coated with a synthetic resin film for insulation, and furthermore, the carbon, which serves as a heating element, has a disadvantage in that physical properties change when used for a long time.

한편, 제상 히터를 시즈 히터로 사용하는 경우, 약 600℃까지 발열이 이루어지는데, 이와 관련하여, 현재 비 친환경적 냉매인 R11 또는 R22의 경우에는 발화점이 높기 때문에 시즈 히터를 사용하여도 크게 문제가 되지 않고 있으나, 2010년 1월 1일부터는 제작하는 제품에는 비 친환경적인 냉매는 채택할 수 없으며, 기존에 비 환경적인 냉매가 채택된 제품의 경우에도 2020년 이후부터는 우루과이라운드 협정에 따라 R22의 사용이 금지되고 UL(Underwriters Laboratories Inc) 250 제5장의 제상히터 요구조건인 SA5.3에 의해 R600a(이소부탄; CH(CH3)3; 냉매 비점: 460℃) 등의 환경 친화적 냉매에 대해서만 사용이 허용될 예정이다. On the other hand, when the defrost heater is used as a siege heater, heat is generated up to about 600 ° C. In this regard, the use of a siege heater is not a problem since the ignition point is high in the case of R11 or R22, which is currently a non-environmental refrigerant. However, from January 1, 2010, non-environmental refrigerants cannot be adopted for manufactured products.In the case of products using non-environmental refrigerants, the use of R22 will not be available under the Uruguay Round Agreement after 2020. Permitted to be used only for environmentally friendly refrigerants such as R600a (isobutane; CH (CH 3 ) 3 ; refrigerant boiling point: 460 ° C) in accordance with SA5.3, the prohibited defrost heater requirements of Chapter 5 of Underwriters Laboratories Inc (UL) 250 Will be.

UL 250 규격에서는 냉매가 누출되었을 때 냉매의 발화를 방지하기 위하여 제상히터의 표면온도를 냉매의 발화점 보다 100℃ 낮도록 제한하고 있다. 따라서, 기존의 냉매와 달리 R600a, R600(n-부탄; CH3CH2CH2CH3; 냉매 비점: 365℃) 및 R290(프로판; CH3CH2CH3; 냉매 비점: 470℃)과 같은 새로운 냉매를 사용하는 경우, 냉매의 발화점 때문에 거의 270℃ 이하로 히터 표면온도를 제어하는 것이 요구된다.The UL 250 standard restricts the surface temperature of the defrost heater to 100 ° C lower than the ignition point of the refrigerant in order to prevent the refrigerant from igniting when the refrigerant leaks. Thus, unlike conventional refrigerants, R600a, R600 (n-butane; CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ; refrigerant boiling point: 365 ° C.) and R290 (propane; CH 3 CH 2 CH 3 ; refrigerant boiling point: 470 ° C.) When using a new refrigerant, it is required to control the heater surface temperature to almost 270 ° C. or lower due to the ignition point of the refrigerant.

그러나, 히터가 전력밀도가 높은 기존의 시즈 히터 혹은 글라스 히터를 사용할 때, 제상 중 히터의 표면온도가 새로운 냉매의 발화점에 대한 UL 250 규격이 지정하는 제한온도 즉, 냉매의 발화점 보다 100℃ 낮은 조건을 충족시키기가 어려우며, 이 경우 온도가 높아지게 되면 누출된 냉매에 의해 인화가 발생되는 등의 화재의 위험성이 내재되어 있다.However, when the heater uses a conventional sheath heater or glass heater with high power density, the surface temperature of the heater during defrosting is 100 ° C lower than the limit temperature specified by the UL 250 specification for the flash point of the new refrigerant, that is, the flash point of the refrigerant. It is difficult to meet this problem, and in this case, when the temperature increases, there is an inherent risk of fire such as ignition caused by the leaked refrigerant.

상기한 바와 같이 제상장치에 주로 사용되는 시즈 히터는 느린 온도응답성으로 인하여 전력/열 변환 효율이 떨어지며 제상 후 빠른 냉동 사이클로의 전환이 이루어지기 어렵고, 친환경 냉매의 발화점보다 충분히 낮은 저온 상태로 발열이 이루어지도록 고가의 콘트롤러를 사용하여야 하며, 또한 콘트롤러가 고장나는 경우 증발기 전체가 얼음 덩어리로 변하는 문제가 발생하고 있다.As described above, the sheath heater mainly used in the defrosting device has low power / heat conversion efficiency due to the slow temperature response, and it is difficult to switch to the fast freezing cycle after defrosting, and heat generation is performed at a low temperature sufficiently lower than the ignition point of the eco-friendly refrigerant. Expensive controllers have to be used to achieve this problem, and when the controller fails, the entire evaporator is turned into an ice block.

또한, 종래의 제상장치의 히터 용량은 최소한 200W 이상을 채용하고 있어 소비전력이 크고, 제상시간이 길고 제상 완료 후에 조속한 냉동사이클로 전환이 이루어지지 못하여 이는 냉장실의 온도를 높이는 문제로 작용하고 있다.In addition, since the heater capacity of the conventional defrosting device employs at least 200W, the power consumption is large, the defrosting time is long, and switching to a refrigeration cycle that is accelerated after the completion of the defrosting does not occur, which acts as a problem of raising the temperature of the refrigerating chamber.

따라서, 종래에 제상장치에 사용하는 히터의 발열체로서 온도응답성이 빠르고, 친환경 냉매의 발화점보다 충분히 낮은 저온 상태로 발열이 이루어지면서도 제상이 이루어질 수 있으며, 열충격에 강하고, 또한 친환경 냉매의 발화점 이상으로 히터의 온도가 상승하는 경우 자연적인 단락이 발생하여 안전성을 보장할 수 있는 새로운 히터의 개발이 요구되고 있다.Therefore, as a heating element of a heater used in a conventional defrosting device, the temperature response is fast, defrosting can be performed while the heat is generated in a low temperature state sufficiently lower than the ignition point of the eco-friendly refrigerant, resistant to thermal shock, and more than the ignition point of the eco-friendly refrigerant Therefore, when the temperature of the heater rises, a natural short circuit occurs to develop a new heater that can guarantee safety.

본 발명자는 금속 박판을 선 형상으로 슬리팅하거나 또는 지그재그 패턴으로 패턴 형성한 면상 발열체를 히터 발열체로서 사용하는 경우, 열 밀도가 낮아 원천적으로 냉매의 발화점 이하로 발열이 이루어지며 그 결과 히터의 온도 제어를 고가의 콘트롤러를 사용하지 않고 단순한 ON/OFF 제어로도 가능하고, 온도 응답성이 매우 빠르며, 열 충격에도 강하다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors use a planar heating element formed by slitting a metal thin plate in a linear shape or patterned in a zigzag pattern as a heater heating element, so that heat is generated to be lower than the ignition point of the refrigerant due to low thermal density, resulting in temperature control of the heater. The present invention has been completed by focusing on the fact that it is possible to perform simple ON / OFF control without using an expensive controller, extremely fast temperature response, and strong thermal shock.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 금속 박판을 선 형상으로 가공한 면상 발열체를 히터로 사용하며, 제상장치용 히터로서 적정한 용량을 갖도록 다수의 선형 면상발열체를 직렬 및/또는 병렬 접속할 때 한쌍의 히터조립 PCB를 이용함에 의해 조립 생산성, 내구성 및 신뢰성이 높고 슬림한 타입으로 히터조립체를 조립할 수 있는 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터 및 그 조립방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, the object of which is to use a planar heating element processed in a thin metal plate in a linear shape as a heater, a plurality of linear plane shape to have an appropriate capacity as a heater for a defrosting apparatus Provides a defrost heater and a method of assembling the same using a pair of heater assembly PCBs to connect heating elements in series and / or in parallel, using a strip type surface heating element that can assemble the heater assembly in a slim type with high assembly productivity, durability and reliability. There is.

본 발명의 다른 목적은 금속 박막을 슬리팅한 다수의 면상 발열체를 박막의 히터조립 PCB를 이용하여 히터조립체를 조립하므로 전체적인 두께도 박막화가 가능한 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터 및 그 제조방법을 제공한다. It is another object of the present invention to provide a defrost heater and a method of manufacturing the same using a strip-like planar heating element capable of thinning the overall thickness since assembling a heater assembly using a plurality of planar heating elements slitting a metal thin film using a heater assembly PCB of a thin film. do.

본 발명의 또 다른 목적은 온도 응답성이 매우 빠르며, 열 충격에도 강한 금속 박판으로 이루어진 스트립형 면상발열체를 이용한 제상히터 및 그 제조방법을 제공한다. Another object of the present invention is to provide a defrost heater and a method of manufacturing the same using a strip-like planar heating element made of a metal sheet having a very fast temperature response and strong thermal shock.

본 발명의 다른 목적은 열 밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용하여 저온 발열이 이루어지므로 열전달 효율이 높아 전력/열 변환 효율의 극대화를 도모할 수 있고, 온도 제어를 고가의 콘트롤러를 사용하지 않고 단순한 ON/OFF 제어로도 가능한 제상장치를 제공한다. Another object of the present invention is to adopt a planar heating element of a metal thin film having a low thermal density, so that low-temperature heat is generated, so that the heat transfer efficiency is high, thereby maximizing power / heat conversion efficiency, and controlling temperature without using an expensive controller. Provides a defrosting device that can be operated with simple ON / OFF control.

본 발명의 또 다른 목적은 면상발열체의 재료로서 비정질 재료를 이용함에 의해 친환경 냉매의 발화점 이상으로 히터의 온도가 상승하는 경우 결정화가 이루어지면서 자연적인 단락이 발생하여 과열로 인한 안전성을 보장할 수 있는 새로운 제상히터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to use the amorphous material as the material of the planar heating element when the temperature of the heater rises above the ignition point of the eco-friendly refrigerant crystallization is made while a natural short circuit occurs to ensure safety due to overheating It is to provide a new defrost heater.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 냉매가 흐르는 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상히터에 있어서, 각각 일정간격으로 배치된 다수의 제1 및 제2 도전성 연결패드를 구비하고 간격을 두고 배치된 제1 및 제2 히터조립 PCB와, 금속 박막의 스트립 형상으로 이루어지며 양 단부가 상기 제1 히터조립 PCB의 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 제2 히터조립 PCB의 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 접속되는 다수의 스트립형 면상발열체를 구비하는 히터조립체; 상기 증발기의 일측면에 밀착 고정되며 외측면에 장착된 상기 다수의 스트립형 면상발열체로부터 발생된 열을 전달받아 상기 증발기쪽으로 전달하기 위한 열전달용 기판; 및 상기 히터조립체의 노출된 부분을 실링 처리하기 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 제상히터를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention is a defrost heater for removing the frost formed on the evaporator of the refrigerating device flowing refrigerant, a plurality of each arranged at a predetermined interval A plurality of first conductive connections of the first and second heater assembly PCBs having a first and second conductive connection pads and spaced apart from each other, and having a strip shape of a metal thin film, and at both ends thereof; A heater assembly having a plurality of strip-like planar heating elements connected between a pad and a plurality of second conductive connection pads of the second heater assembly PCB; A heat transfer substrate that is tightly fixed to one side of the evaporator and receives heat generated from the plurality of strip-like planar heating elements mounted on an outer side thereof and transferred to the evaporator; And it provides a defrost heater comprising an insulating layer for sealing the exposed portion of the heater assembly.

상기 다수의 스트립형 면상 발열체는 상기 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 직렬 접속방식으로 접속되고, 상기 스트립형 면상 발열체는 Fe계 비정질 스트립 또는 FeCrAl로 이루어지는 것이 바람직하다.The plurality of strip-like planar heating elements are connected in series between the plurality of first conductive connection pads and the plurality of second conductive connection pads, and the strip-shaped planar heating elements are made of an Fe-based amorphous strip or FeCrAl. Do.

상기 다수의 스트립형 면상 발열체는 각각 도전성 접착제를 사용하여 본딩(bonding)하거나 스폿 웰딩(spot welding)을 통해 연결패드에 접속되는 것이 바람직하다.The plurality of strip-like planar heating elements are preferably connected to the connection pads by bonding or spot welding using a conductive adhesive, respectively.

또한, 상기 기판의 두께를 줄일 때 변형이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 길이방향으로 대향하는 양측 변은 각각 보강리브를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, in order to prevent deformation when reducing the thickness of the substrate, it is preferable that both sides facing in the longitudinal direction have reinforcing ribs, respectively.

더욱이, 상기 제1 히터조립 PCB는 양면 PCB로 이루어지고, 상기 다수의 제1 도전성 연결패드의 양 단부에 배치된 한쌍의 연결패드는 각각 스루홀을 통하여 배면에 형성된 한쌍의 전원터미널패드에 연결되는 것이 바람직하다.Furthermore, the first heater assembly PCB is made of a double-sided PCB, and a pair of connection pads disposed at both ends of the plurality of first conductive connection pads are connected to a pair of power terminal pads formed on the back through through holes, respectively. It is preferable.

또한, 상기 제1 히터조립 PCB와 인접한 일측변에는 전원터미널패드에 연결된 전원케이블을 기판에 고정시키기 위한 다수의 고정편과 직각으로 절곡된 보강리브를 더 포함할 수 있다.In addition, one side adjacent to the first heater assembly PCB may further include a reinforcing rib bent at a right angle and a plurality of fixing pieces for fixing the power cable connected to the power terminal pad to the substrate.

상기 다수의 스트립형 면상발열체의 최대 상승온도는 냉매의 발화점 보다 낮게 설정되며, 또한 상기 다수의 스트립형 면상발열체는 냉매의 발화점 보다 높게 발열이 이루어지는 경우 단선이 이루어질 수 있다.The maximum rise temperature of the plurality of strip-like planar heating elements is set lower than the ignition point of the refrigerant, and the plurality of strip-shaped planar heating elements may be disconnected when heat is generated higher than the ignition point of the refrigerant.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 냉매가 흐르는 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상장치에 있어서, 상기 증발기의 전면 및 후면에 접촉되는 제1 및 제2 제상히터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 제상히터는 각각 일정간격으로 배치된 다수의 제1 및 제2 도전성 연결패드를 구비하고 간격을 두고 배치된 제1 및 제2 히터조립 PCB와, 금속 박막의 스트립 형상으로 이루어지며 양 단부가 상기 제1 히터조립 PCB의 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 제2 히터조립 PCB의 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 접속되는 다수의 스트립형 면상발열체를 구비하는 히터조립체; 상기 증발기의 측면에 밀착 고정되며 외측면에 장착된 상기 다수의 스트립형 면상발열체로부터 발생된 열을 전달받아 상기 증발기쪽으로 전달하기 위한 열전달용 기판; 및 상기 히터조립체의 노출된 부분을 실링 처리하기 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 제상장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is a defrosting device for removing frost formed on the evaporator of the refrigerating device flowing refrigerant, the first and second defrost in contact with the front and rear of the evaporator A first heater and a second heater assembly PCB having a plurality of first and second conductive connection pads disposed at predetermined intervals and disposed at intervals, respectively; It has a strip shape of the plurality of ends having a plurality of strip-like planar heating elements are connected between the plurality of first conductive connection pads of the first heater assembly PCB and the plurality of second conductive connection pads of the second heater assembly PCB Heater assembly; A heat transfer substrate that is tightly fixed to the side of the evaporator and receives heat generated from the plurality of strip-like planar heating elements mounted on an outer surface thereof and transferred to the evaporator; And an insulating layer for sealing the exposed portion of the heater assembly.

상기 기판의 길이방향 양 단부로부터 연장 형성되어 상기 제상장치를 증발기의 지지프레임에 삽입 결합시키기 위한 4쌍의 결합편을 더 포함할 수 있다.It may further include a pair of coupling pieces extending from both ends of the longitudinal direction of the substrate for inserting the defrosting device into the support frame of the evaporator.

또한, 상기 다수의 스트립형 면상발열체는 온도응답성이 빠르고, 170℃ 미만의 저온 발열이 이루어지는 금속 박막 스트립으로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the plurality of strip-like planar heating element is preferably made of a metal thin film strip having a high temperature response, low temperature heat generation less than 170 ℃.

상기 다수의 스트립형 면상발열체는 냉매의 발화점 보다 높게 발열이 이루어지는 경우 단선이 이루어질 수 있다.The plurality of strip type planar heating elements may be disconnected when heat is generated higher than the ignition point of the refrigerant.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 금속 박막 재료를 슬리팅한 후 절단하여 다수의 스트립형 면상 발열체를 준비하는 단계; 다수의 제1 도전성 연결패 드가 일정간격으로 형성된 제1 히터조립 PCB와 다수의 제2 도전성 연결패드가 일정간격으로 형성된 제2 히터조립 PCB를 준비하는 단계; 상기 다수의 스트립형 면상 발열체의 양 단부를 상기 제1 히터조립 PCB의 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 제2 히터조립 PCB의 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 직렬 접속방식으로 연결하여 히터조립체를 형성하는 단계; 열전달용 기판의 일면에 상기 히터조립체를 부착하고 노출된 부분을 실링 처리하는 단계; 및 상기 다수의 제1 도전성 연결패드의 양 단부에 배치된 한쌍의 연결패드로부터 각각 도전성 스루홀을 통하여 배면에 형성된 한쌍의 전원터미널패드에 한쌍의 전원케이블을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제상히터의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the present invention comprises the steps of slitting and cutting a metal thin film material to prepare a plurality of strip-like planar heating element; Preparing a first heater assembly PCB having a plurality of first conductive connection pads formed at regular intervals and a second heater assembly PCB having a plurality of second conductive connection pads formed at regular intervals; Heater assembly by connecting both ends of the plurality of strip-like planar heating elements in a series connection method between the plurality of first conductive connection pads of the first heater assembly PCB and the plurality of second conductive connection pads of the second heater assembly PCB. Forming a; Attaching the heater assembly to one surface of a heat transfer substrate and sealing the exposed portion; And connecting a pair of power cables from a pair of connection pads disposed at both ends of the plurality of first conductive connection pads to a pair of power terminal pads formed on the rear surface through conductive through holes, respectively. It provides a method of manufacturing a defrost heater.

본 발명에 따른 제상히터의 제조방법은 상기 기판의 변형이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 길이방향으로 대향하는 양측 변을 절곡하여 각각 보강리브를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a defrost heater according to the present invention may further include bending each of the opposite sides in the longitudinal direction so as to prevent deformation of the substrate.

또한, 상기 제조방법은 열전달용 기판의 일측면에 알루미나 절연막, 실리콘 바니쉬 코팅, 플라즈마 코팅, 알루미나 절연막과 실리콘 바니쉬 코팅의 이중막 중 어느 하나의 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the manufacturing method may further include forming an insulating film of any one of an alumina insulating film, a silicon varnish coating, plasma coating, an alumina insulating film and a silicon varnish coating on one side of the heat transfer substrate.

더욱이, 상기 다수의 스트립형 면상발열체는 냉매의 발화점 보다 높게 발열이 이루어지는 경우 단선이 이루어지는 비정질 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the plurality of strip-like planar heating elements are made of an amorphous material in which disconnection occurs when heat is generated higher than the ignition point of the refrigerant.

본 발명에서는 금속 박판을 선 형상으로 가공한 면상 발열체를 히터로 사용 하며, 제상장치용 히터로서 적정한 용량을 갖도록 다수의 선형 면상발열체를 직렬 및/또는 병렬 접속할 때 한쌍의 히터조립 PCB를 이용함에 의해 조립 생산성, 내구성 및 신뢰성이 높고 슬림한 타입으로 히터조립체를 조립할 수 있다.In the present invention, a planar heating element in which a metal sheet is processed into a linear shape is used as a heater, and a pair of heater assembly PCBs are used when a plurality of linear planar heating elements are connected in series and / or in parallel to have a proper capacity as a heater for a defrosting apparatus. Assembled heater assembly in a slim type with high assembly productivity, durability and reliability.

또한, 본 발명에서는 금속 박막의 면상 발열체를 채용하여 열 밀도가 낮아 원천적으로 냉매의 발화점 이하로 발열이 이루어지며 그 결과 히터의 온도 제어를 고가의 콘트롤러를 사용하지 않고 단순한 ON/OFF 제어로도 가능하고, 열 충격에도 강하며 온도 응답성이 매우 빠르고, 열전달 효율이 높아 전력/열 변환 효율의 극대화를 도모할 수 있다.In addition, the present invention employs a planar heating element of a metal thin film, so the heat density is low, so that heat is generated at or below the ignition point of the refrigerant. As a result, the temperature of the heater can be controlled by simple ON / OFF control without using an expensive controller. In addition, it is resistant to thermal shock, has a very fast temperature response, and has high heat transfer efficiency, thereby maximizing power / heat conversion efficiency.

더욱이, 본 발명에서는 슬리팅한 면상발열체를 채용하여 면상히터를 조립하므로 재료 손실이 발생하지 않고 구조가 간단하며 제조가 용이하여 비용절감을 도모할 수 있다.Furthermore, in the present invention, since the planar heater is assembled by using the slatted planar heating element, material loss does not occur, the structure is simple, and the manufacturing is easy, thereby achieving cost reduction.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제상히터를 제조하는 방법을 나타내는 개략 공정도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 제상히터의 제조공정을 보여주는 단면도이다. Figure 3 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing a defrost heater according to an embodiment of the present invention, Figures 4a to 4d is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the defrost heater according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4a 내지 도 4d를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 제상히터의 제조방법을 먼저 설명한다. 3 and 4a to 4d, a method of manufacturing a defrost heater according to an embodiment of the present invention will first be described.

먼저, 히터조립체(20)(도 6 참조)가 설치되는 기판(10)을 직사각 형상의 원 하는 크기, 예를 들어, 증발기의 좌/우 폭에 대응하는 길이와 증발기 길이의 일부에 대응하는 폭을 갖는 형태로 프레스(press) 가공하여 절단한 후에 길이방향의 양측 변을 벤딩(bending) 가공하여, 가공 후에 휨이나 변형되지 않도록 강도 보강한다(S100). First, the substrate 10, on which the heater assembly 20 (see FIG. 6) is installed, has a rectangular shape, for example, a length corresponding to a left / right width of the evaporator and a width corresponding to a part of the evaporator length. After pressing and cutting into a form having a bending process, both sides in the longitudinal direction are bent to reinforce strength so as not to bend or deform after processing (S100).

상기 기판(10)은 히터조립체(20)를 안정적으로 지지함과 동시에 히터조립체(20)의 면상히터로부터 발생된 열을 증발기에 균일하게 전달하기 위한 것으로, 열전달 특성이 우수한 Al, Cu, 및 Ag 중의 하나 또는 그의 합금 재료를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 저가이면서도 성형성이 좋고 경량인 Al(알루미늄)을 사용한다.The substrate 10 is to stably support the heater assembly 20 and to uniformly transfer heat generated from the surface heater of the heater assembly 20 to the evaporator, and has excellent heat transfer characteristics such as Al, Cu, and Ag. Either one or an alloy material thereof may be used, and Al (aluminum), which is inexpensive and has good moldability and is light in weight, is used in this embodiment.

도 5a 및 도 5b를 참고하면, Al으로 이루어진 기판(10)을 사용하는 경우 1mm 정도의 두께를 사용하는 경우 길이방향 양측 변을 벤딩(bending) 가공하지 않을 지라도 가공 후에 휨이나 변형되지 않으나, 빠른 전도 효율과 재료비 절감을 위해 기판의 두께를 0.5mm로 설정하는 경우는 좌우측 변을 벤딩 가공하여 강도를 보강하는 것이 바람직하다.Referring to FIGS. 5A and 5B, in the case of using the substrate 10 made of Al, when the thickness of about 1 mm is used, even if both sides of the longitudinal direction are not bent, bending or deformation does not occur after the processing. When the thickness of the substrate is set to 0.5 mm in order to reduce conduction efficiency and material cost, it is preferable to reinforce the strength by bending the left and right sides.

상기와 같이 기판(10)으로서 1mm 두께의 Al판을 0.5mm 두께로 변경하는 경우 히터의 용량을 200W에서 180W로 낮출지라도 이러한 제상히터를 증발기에 적용하는 경우 증발기에의 전이온도는 25~45℃에서 30~60℃로 5~15℃ 만큼 온도가 증가하는 이점이 있게 된다.As described above, when the Al plate having a thickness of 1 mm as the substrate 10 is changed to 0.5 mm, the transition temperature of the defrost heater to the evaporator is 25 to 45 ° C. even when the capacity of the heater is reduced from 200 W to 180 W. There is an advantage in that the temperature increases by 5 to 15 ℃ from 30 to 60 ℃.

벤딩 가공 구조로서 도 5a에 도시된 바와 같이 기판(10)의 양측 변을 직각으로 절곡시킨 보강리브(11)를 형성하거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 기판(10)의 양 측 변을 직각으로 절곡시킨 후 절척시킨 보강리브(12)를 형성할 수 있으며, 다른 보강 구조를 선택할 수 도 있다.As a bending structure, a reinforcing rib 11 is formed by bending both sides of the substrate 10 at right angles as shown in FIG. 5A, or at both sides of the substrate 10 at right angles as shown in FIG. 5B. After bending, the reinforced rib 12 may be formed, and another reinforcing structure may be selected.

또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 길이방향의 양 단부에도 직각 절곡된 보강리브(14)를 형성함과 동시에 기판(10)에 장착된 히터조립체(20)로부터 인출되는 전원 케이블(40)을 기판에 고정시키기 위하여 일단부가 기판(10)에 연결된 다수의 고정편(13)을 보강리브(14)에 인접하여 상기 프레스 가공시에 동시에 성형하는 것이 바람직하다. 상기 다수의 고정편(13)은 선단부를 벌린 후, 상기 전원 케이블(40)을 벌려진 홈내에 삽입하고 고정편(13)의 선단부를 절곡시킴에 의해 전원 케이블(40)을 간단히 고정시킨다.In addition, as shown in FIGS. 7 and 8, the reinforcing ribs 14 bent at right angles are formed at both ends in the longitudinal direction of the substrate 10, and at the same time, from the heater assembly 20 mounted on the substrate 10. In order to fix the power cable 40 to be drawn out to the substrate, it is preferable that a plurality of fixing pieces 13 having one end connected to the substrate 10 be simultaneously formed in the press working adjacent to the reinforcing rib 14. The plurality of fixing pieces 13 open the tip end portion, and then simply insert the power cable 40 into the open groove and bend the tip portion of the fixing piece 13 to fix the power cable 40 simply.

그 후 기판(10)은 도 4a와 같이 전기적 절연 처리를 실시하여 일측면에 제1절연층(15)을 30~100um 두께로 형성한다(S200). 기판(10)이 알루미늄인 경우 애노다이징 처리하여 알루미나 절연막을 30~40um 두께로 형성하거나, 50~70um 두께의 실리콘 바니쉬 코팅, 30~50um 두께의 플라즈마 코팅을 실시할 수 있다.Subsequently, the substrate 10 is electrically insulated as shown in FIG. 4A to form a first insulating layer 15 having a thickness of 30 to 100 μm on one side (S200). When the substrate 10 is made of aluminum, the alumina insulating film may be formed to have an thickness of 30 to 40 μm, or a silicon varnish coating having a thickness of 50 to 70 μm or a plasma coating having a thickness of 30 to 50 μm may be performed.

상기 애노다이징에 의해 형성되는 알루미나 절연막은 표면 조도가 낮으므로 표면 조도를 높이기 위해 애노다이징과 실리콘 바니쉬 코팅을 동시에 수행할 수도 있다. 기판(10)의 제1절연층(15)으로서 절연성과 전도성이 모두 우수한 것은 플라즈마 코팅이다.Since the alumina insulating film formed by the anodizing has a low surface roughness, anodizing and silicon varnish coating may be simultaneously performed to increase the surface roughness. As the first insulating layer 15 of the substrate 10, it is plasma coating that is excellent in both insulation and conductivity.

더욱이, 나노 입자 게르마늄을 사용하여 고전압에서 나노 동봉 처리함에 의해 표면의 미세한 요홈을 나노 입자 게르마늄으로 실링 처리하여 표면 조도를 높이는 경우 히터를 기판(10)의 표면에 직접 접촉시켜도 절연성을 보장할 수 있는 3000V 이상의 내 절연전압을 실현할 수 있다.Furthermore, when the nano grooves are used to seal the fine grooves of the surface with nano particle germanium at a high voltage to increase the surface roughness, insulation may be ensured even if the heater is directly in contact with the surface of the substrate 10. Insulation voltage of 3000V or higher can be realized.

제1절연층(15)은 면상 히터가 사용되는 전압 환경에 따라 두께가 설정되는 것이 바람직하며, 여기서 제1절연층의 두께가 30um 이하로 너무 얇으면 절연성의 문제가 발생하고, 100um 이상으로 너무 두꺼우면 열전도성이 감소하기 때문이다.It is preferable that the thickness of the first insulating layer 15 is set according to the voltage environment in which the planar heater is used, and if the thickness of the first insulating layer is too thin (below 30 μm), an insulation problem occurs, and the thickness of the first insulating layer (15 μm or more) is too high. If thick, the thermal conductivity is reduced.

또한, 상기한 절연방법 이외에도 열경화성 수지 코팅 또는 테플론 코팅 등을 사용하는 것도 가능하다.In addition to the above-described insulation method, it is also possible to use a thermosetting resin coating or Teflon coating.

이하에 본 발명에 따른 히터조립체의 조립방법에 대하여 도 6을 참고하여 설명한다(S300).Hereinafter, a method of assembling the heater assembly according to the present invention will be described with reference to FIG. 6 (S300).

본 발명에 따른 히터조립체(20)는 도 4b 및 도 6에 도시된 바와 같이, 금속 박막을 절단하여 얻어지는 다수의 선형 면상발열체(21)와 상기 다수의 선형 면상발열체(21)를 직렬 접속시키기 위한 제1 및 제2 히터조립 인쇄회로기판(PCB)(22,24)으로 이루어진다.The heater assembly 20 according to the present invention, as shown in Figures 4b and 6, for connecting the plurality of linear planar heating element 21 and the plurality of linear planar heating element 21 in series by cutting a metal thin film. First and second heater assembly printed circuit boards (PCBs) 22 and 24.

이 경우, 상기 제1 및 제2 히터조립 PCB(22,24)은 절연기판으로 에폭시 보드인 FR4 계열을 사용하거나, 메탈 PCB 또는 세라믹 PCB를 사용할 수 있다.In this case, the first and second heater assembly PCBs 22 and 24 may use FR4 series, which is an epoxy board, or a metal PCB or a ceramic PCB as an insulating substrate.

제1 및 제2 히터조립 PCB(22,24) 각각에는 다수의 면상발열체(21)를 일정 피치로 연속하여 접착하기 위한 다수의 연결패드(22a-22g;24a-24f)가 일정한 간격으로 도전체, 예를 들어, Cu로 형성되어 있다. 또한, 상기 연결패드(22a-22g; 24a-24f)의 표면에는 주석(Sn) 또는 금(Au) 도금 처리한 것이 바람직하다.In each of the first and second heater assembly PCBs 22 and 24, a plurality of connection pads 22a to 22g and 24a to 24f for successively attaching the plurality of planar heating elements 21 to a predetermined pitch are provided at regular intervals. For example, it is formed from Cu. In addition, it is preferable that the surface of the connection pads 22a to 22g and 24a to 24f be tin (Sn) or gold (Au) plated.

상기 제1 히터조립 PCB(22)는 도 7 및 도 8과 같이 PCB의 배면에 전원 케이블(40)의 전원터미널이 연결되는 전원터미널패드(25)를 형성하기 위하여 양면 PCB 를 사용하는 것이 바람직하며, 제1 히터조립 PCB(22)의 연결패드(22a-22g) 중 양 끝단에 배치된 연결패드(22a,22g)는 도전성 스루홀(through-hole)(25a)을 통하여 배면에 형성된 전원터미널패드(25)와 전기적으로 연결된다. The first heater assembly PCB 22 preferably uses a double-sided PCB to form a power terminal pad 25 to which the power terminal of the power cable 40 is connected to the rear surface of the PCB as shown in FIGS. 7 and 8. The connection pads 22a and 22g disposed at both ends of the connection pads 22a to 22g of the first heater assembly PCB 22 are formed on the rear surface of the power supply terminal pad through conductive through-holes 25a. Is electrically connected to 25.

제1 히터조립 PCB(22)의 다수의 연결패드(22a-22g)는 제2 히터조립 PCB(22,24)의 다수의 연결패드(24a-24f)보다 1개 더 많이 형성되어 있으며, 제1 히터조립 PCB(22)의 연결패드(22a-22g)는 다수의 면상발열체(21)를 직렬 접속시키는 데 적합하도록 제2 히터조립 PCB(22,24)의 연결패드(24a-24f) 위치와 편위되어 배치되어 있다. The plurality of connection pads 22a-22g of the first heater assembly PCB 22 are formed in one more than the plurality of connection pads 24a-24f of the second heater assembly PCBs 22 and 24. The connection pads 22a-22g of the heater assembly PCB 22 are positioned and biased in the connection pads 24a-24f of the second heater assembly PCBs 22 and 24 so as to be suitable for series connection of a plurality of planar heating elements 21. Are arranged.

또한, 제1 및 제2 히터조립 PCB(22,24)의 양 단부에는 기판 위에 고정될 때 이용할 수 있도록 각각 한쌍의 리벳홀(23a,23b)을 형성하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to form a pair of rivet holes 23a and 23b at both ends of the first and second heater assembly PCBs 22 and 24 so as to be used when being fixed on the substrate.

상기 히터조립체(20)는 제1 및 제2 히터조립 PCB(22,24)를 간격을 두고 양측에 배치하고, 다수의 면상발열체(21)의 양 단부를 제1 히터조립 PCB(22)의 다수의 연결패드(22a-22g)와 제2 히터조립 PCB(22,24)의 다수의 연결패드(24a-24f)에 각각 연결시킴에 의해 다수의 면상발열체(21)를 직렬 접속시키고, 배면에 형성된 전원터미널패드(25)에 전원 케이블(40)의 전원터미널을 연결시킨다.The heater assembly 20 is disposed on both sides of the first and second heater assembly PCB (22, 24) at intervals, and both ends of the plurality of planar heating element (21) a plurality of first heater assembly PCB (22) A plurality of planar heating elements 21 are connected in series by connecting to the connection pads 22a to 22g of the plurality of connection pads and the plurality of connection pads 24a to 24f of the second heater assembly PCBs 22 and 24, respectively. The power terminal of the power cable 40 is connected to the power terminal pad 25.

상기 다수의 연결패드(22a-22g;24a-24f)에 다수의 면상발열체(21)를 연결하는 방법은 도전성 접착제를 사용하여 본딩하거나, 스폿 용접(spot welding) 또는 레이저 용접에 의해 접착시킨다. 이러한 용접을 이용한 연결방법은 면상발열체(21)의 발열시에 170℃를 넘지 않아 면상발열체(21)와 연결패드(22a-22g;24a-24f) 사이는 어떤 문제도 발생되지 않는다.The method of connecting the plurality of planar heating elements 21 to the plurality of connection pads 22a-22g and 24a-24f is bonded using a conductive adhesive, or bonded by spot welding or laser welding. In this connection method using welding, no problem occurs between the planar heating element 21 and the connection pads 22a-22g and 24a-24f because the planar heating element 21 does not exceed 170 ° C. when the planar heating element 21 is heated.

상기 히터조립체(20)는 다수의 연결패드(22a-22g;24a-24f)에 다수의 면상발열체(21)를 직렬 접속방식으로 연결한 것으로, 전원 케이블(40)의 전원터미널과 다수의 면상발열체(21)를 통하여 전원이 인가되면 다수의 면상발열체(21)가 연결패드(22a-22g;24a-24f)를 통해 직렬 연결되어 원하는 용량의 발열 가능하도록 한다. The heater assembly 20 connects a plurality of planar heating elements 21 to a plurality of connection pads 22a-22g; 24a-24f in a series connection method, and a power terminal of the power cable 40 and a plurality of planar heating elements. When power is applied through 21, a plurality of planar heating elements 21 are connected in series through connection pads 22a-22g; 24a-24f to enable heat generation of a desired capacity.

그러나, 상기 다수의 면상발열체(21)는 히터조립체(20)에 요구되는 정격 용량에 따라 직렬 접속방식 대신에 직렬 및/또는 병렬 접속이 이루어질 수 있다.However, the plurality of planar heating elements 21 may be connected in series and / or parallel instead of the series connection according to the rated capacity required for the heater assembly 20.

후술하는 바와 같이 본 발명의 히터조립체(20)에 사용되는 다수의 면상발열체(21)는 소정 두께의 금속 박막을 선형상으로 슬리팅하여 스트립형태로 사용한다. As described below, the plurality of planar heating elements 21 used in the heater assembly 20 of the present invention are used in a strip form by slitting a metal thin film having a predetermined thickness in a linear shape.

상기 스트립형태의 면상 발열체(21)는 열선 재료의 특성으로 요구되는 비저항값(통상적으로 1.0~1.4Ωmm2/m의 범위)이 큰 것이 바람직하나, 비저항값이 1이상인 경우 저렴하게 입수 가능하다면 어떤 금속재 또는 합금 재료도 사용 가능하다.The strip-shaped planar heating element 21 preferably has a large specific resistance value (typically in the range of 1.0 to 1.4 Ωmm 2 / m), which is required as a characteristic of the hot wire material. Metal or alloy materials may also be used.

그러나, 비저항값이 이보다 더 작다면 다수의 면상발열체(21)는 예를 들어, 냉장고용 증발기의 제장장치로 일반적으로 약 200W의 용량을 갖는 히터가 사용되고 있는 점을 고려할 때 직렬접속으로 이루어짐과 동시에 보다 많은 면상발열체를 사용하여 히터조립체(20)의 크기가 점점 증가해야하는 문제가 있어 바람직하지 못하다. However, if the specific resistance value is smaller than this, the plurality of planar heating elements 21 are formed in series connection, considering that a heater having a capacity of about 200 W is generally used as a device for evaporator for refrigerator, for example. There is a problem in that the size of the heater assembly 20 is gradually increased by using more planar heating elements, which is not preferable.

이와 같은 스트립형태의 면상 발열체(21)는 Fe, Al, Cu 등의 단 원소 금속 박판, 철계(Fe-X) 또는 철크롬계(Fe-Cr) 금속 박판, Fe-(14~21%)Cr-(2~10%)Al와 같은 FeCrAl 합금 박판, Ni(77%~), Cr(19~21%) 및 Si(0.75~1.5%)로 이루어지거나 Ni(57%~), Cr(15~18%), Si(0.75~1.5%) 및 Fe(잔부)로 이루어진 니크롬 열선 재료, 비정질 박판(리본) 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.Such a strip-shaped planar heating element 21 is a thin element metal sheet such as Fe, Al, Cu, iron-based (Fe-X) or iron chromium-based (Fe-Cr) metal sheet, and Fe- (14-21%) Cr. FeCrAl alloy sheets such as-(2-10%) Al, Ni (77% ~), Cr (19 ~ 21%) and Si (0.75 ~ 1.5%) or Ni (57% ~), Cr (15 ~ 18%), a nichrome hot wire material composed of Si (0.75 to 1.5%) and Fe (residue), and an amorphous thin plate (ribbon).

상기 FeCrAl 합금 박판의 바람직한 합금 재료는 Fe-15Cr-5Al 비율로 합성된 페칼로이 합금(일명, 칸탈(KANTHALTM)선) 또는 Fe-20Cr-5Al-REM(희토류 금속)(여기서, REM(Y, Hf, Zr) 1% 정도 포함)을 사용할 수 있다.Preferred alloying materials of the FeCrAl alloy sheet are pecaloy alloys (also known as KANTHAL ™ wires) or Fe-20Cr-5Al-REM (rare earth metals) synthesized at a Fe-15Cr-5Al ratio (here, REM (Y, Hf, Zr) about 1%) can be used.

또한, 비정질 박판은 Fe계 또는 Co계 비정질 재료로 이루어지며, Fe계 비정질 재료가 상대적으로 저렴하므로 바람직하다.In addition, the amorphous thin plate is made of an Fe-based or Co-based amorphous material, and is preferable because the Fe-based amorphous material is relatively inexpensive.

Fe계 비정질 재료는 예를 들어, Fe100-u-y-z-w Ru Tx Qy Bz Siw, 여기서, R은 Ni 및 Co 중의 적어도 1종이고, T는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo 및 W 중의 적어도 한 종이며, Q는 Cu, Ag, Au, Pd 및 Pt 중의 적어도 1종이고, u는 0~10, x는 1~5, y는 0~3, z는 5~12, 그리고 w는 8~18이다.Fe-based amorphous material is, for example, Fe 100-uyzw R u T x Q y B z Si w, where R is at least one of Ni and Co, T is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta , At least one of Mo and W, Q is at least one of Cu, Ag, Au, Pd and Pt, u is 0-10, x is 1-5, y is 0-3, z is 5-12 And w is 8-18.

Co계 비정질 재료는 예를 들어, Co1-x1-x2Fex1Mx2)x3Bx4, 여기서, M은 Cr, Ni, Mo 및 Mn에서 선택된 1종류 이상의 원소이고, x1, x2, x3은 각각 0≤x1≤0.10, 0≤x2≤0.10, 70≤x3≤79로 되는 비정질합금에 있어서, B의 조성비(x4)는 11.0≤x4≤13.0이다. The Co-based amorphous material is, for example, Co 1-x1-x2 Fe x1 M x2 ) x3 B x4 , where M is one or more elements selected from Cr, Ni, Mo, and Mn, and x1, x2, and x3 are each In the amorphous alloy in which 0 ≦ x1 ≦ 0.10, 0 ≦ x2 ≦ 0.10, and 70 ≦ x3 ≦ 79, the composition ratio (x4) of B is 11.0 ≦ x4 ≦ 13.0.

상기한 스트립형태의 면상 발열체(21) 재료 중에서 가장 바람직한 재료는 Fe-15Cr-5Al 또는 Fe계 비정질 재료이고, Fe-15Cr-5Al는 열처리가 이루어지는 경우 표면에 Al2O3(알루미나) 절연막이 형성되어 고온 내식성을 갖게 되어 철계 재료의 산화 문제를 저렴하게 해결하는 이점이 있게 된다.Among the strip-like planar heating elements 21, the most preferable material is Fe-15Cr-5Al or Fe-based amorphous material, and Fe-15Cr-5Al has an Al 2 O 3 (alumina) insulating film formed on its surface when the heat treatment is performed. It has a high temperature corrosion resistance has the advantage of solving the problem of oxidation of iron-based material at low cost.

또한, 잘 알려진 고온 열선 재료 중 니크롬(NiCr) 열선의 니크로탈(NIKROTHALTM(Ni: 80)은 비저항이 1.09Ωmm2/m, KANTHALTM D는 비저항이 1.35Ωmm2/m인 것으로 알려져 있다. 그런데, Fe계 비정질 박판(리본)은 전술한 KANTHALTM선과 유사한 1.3~1.4Ωmm2/m의 비저항값을 가지고 있어 열선 재료로서 양호한 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 더욱이 KANTHALTM선 보다 상대적으로 저렴함과 동시에 박판으로 얻어지므로 본 발명에서는 이를 스트립형태의 면상 발열체(21) 재료로 사용한다.In addition, among the well-known high temperature hot wire materials, the NiCROTHAL TM (Ni: 80) of the NiCr hot wire is known to have a specific resistance of 1.09 Ωmm 2 / m, and KANTHAL TM D has a specific resistance of 1.35 Ωmm 2 / m. , Fe-based amorphous thin plate (ribbon) has a specific resistance value of 1.3 ~ 1.4Ωmm 2 / m similar to the above KANTHAL TM wire, it can be seen that it has good characteristics as a hot wire material, and is relatively cheaper than KANTHAL TM wire At the same time, since it is obtained as a thin plate, in the present invention, it is used as the planar heating element 21 material in the form of a strip.

한편, 전술한 비정질 박판(리본)은 예를 들어, 액체급냉법에 의해 비정질 합금의 용융합금을 고속 회전되는 냉각롤에 분사하여 106K/sec의 냉각속도로 냉각시켜 박리함에 의해 얻어지는 것으로 10~50㎛의 두께로 이루어지며, 20mm~200mm 폭으로 제조된다. 또한, 비정질 재료는 일반적으로 고강도, 고내식성, 고연자성 등의 우수한 재료 특성을 가지고 있고, Fe계 비정질 리본은 종래의 실리콘 히터와 비교할 때 약 1/2 정도로 저렴하게 구입할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the above-mentioned amorphous thin plate (ribbon) is obtained by, for example, by spraying the molten alloy of the amorphous alloy on the cooling roll is rotated at high speed by the liquid quenching method to cool at a cooling rate of 10 6 K / sec and peeled off It is made of a thickness of ~ 50㎛, it is manufactured in a width of 20mm ~ 200mm. In addition, the amorphous material generally has excellent material properties such as high strength, high corrosion resistance, high soft magnetic properties, and the Fe-based amorphous ribbon has an advantage that it can be purchased at about 1/2 cheaper than that of a conventional silicon heater.

이와 같이, 본 발명의 스트립형태의 면상 발열체(21)는 히터 재료로서 10~50㎛의 금속 박판을 사용하므로 동일한 단면적을 갖는 다른 코일형 열선과 비교할 때 10~20배 이상의 표면적을 가지게 되어 동일한 전력을 사용하여 발열이 이루어질 때 넓은 면적에서 저온 발열이 이루어지므로 저온 히팅 재료로 적합하다. 상기 스트립형태의 면상 발열체(21)는 금속 박판으로 이루어져 있기 때문에 1㎠당 발생하는 열 밀도가 낮아 열량도 낮게 된다. As described above, since the strip-shaped planar heating element 21 of the present invention uses a metal sheet of 10 to 50 µm as a heater material, it has a surface area of 10 to 20 times or more as compared to other coil type heating wires having the same cross-sectional area, thereby providing the same electric power. When heat is generated by using the low temperature heat is generated in a large area is suitable as a low temperature heating material. Since the strip-shaped heat generating element 21 is made of a thin metal plate, the heat density generated per 1 cm 2 is low, so that the amount of heat is also low.

그 결과, 본 발명에서 비정질 박판으로 이루어진 리본을 가공하여 제작되는 스트립형태의 면상 발열체(21)는, 종래의 니크롬선으로 이루어지는 코일형 열선과 비교할 때, 상대적으로 과다 및/또는 고온 열 발생을 고려하여 발열체 외주에 두꺼운 내열성 또는 절연성 피복층을 형성할 필요가 없게 된다. 따라서, 발열체로부터 발생된 열이 높은 열전달 효율로 전도/전달이 이루어질 수 있게 된다.As a result, in the present invention, the planar heating element 21 in the form of a strip manufactured by processing a ribbon made of an amorphous thin plate, in consideration of relatively excessive and / or high temperature heat generation, when compared with a conventional coil type heating wire made of nichrome wire Therefore, it is not necessary to form a thick heat resistant or insulating coating layer on the outer periphery of the heating element. Therefore, the heat generated from the heating element can be conducted / conducted with high heat transfer efficiency.

또한, 본 발명의 스트립형태의 면상 발열체(21)는 히터의 표면 온도가 시즈 히터와 같이 600~800℃의 고온으로 상승하지 않고 170℃를 넘지 않기 때문에 고가의 컨트롤러를 사용한 정밀한 온도 제어가 요구되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 면상 발열체(21)에 인가되는 전원을 단순한 ON/OFF 제어만으로도 제상작용이 이루어질 수 있게 된다.In addition, the strip-shaped planar heating element 21 of the present invention does not require precise temperature control using an expensive controller because the surface temperature of the heater does not rise to a high temperature of 600 to 800 ° C. like the sheath heater and does not exceed 170 ° C. Do not. That is, in the present invention, the defrosting operation can be performed only by ON / OFF control of the power applied to the planar heating element 21.

더욱이, 본 발명의 면상 발열체(21)가 비정질 재료를 사용하여 이루어지는 경우 원천적으로 친환경 냉매의 냉매 비점보다 100℃ 이하로 발열이 이루어지므로 UL 권고사항도 만족하고 있다.Furthermore, when the planar heating element 21 of the present invention is made of an amorphous material, the UL recommendation is also satisfied because heat is generated at 100 ° C. or lower than the refrigerant boiling point of the environmentally friendly refrigerant.

그러나, 만약 발열체에 부분적으로 단락(short-circuit)이 발생하여 순간적으로 친환경 냉매의 발화점 이상으로 히터의 온도가 상승하게 되면 비정질 합금의 면상 발열체 재료는 결정화가 이루어지면서 마치 퓨즈와 같이 순간적인 단선이 발생하게 된다. However, if the short-circuit occurs in the heating element and the temperature of the heater rises above the ignition point of the eco-friendly refrigerant momentarily, the planar heating element material of the amorphous alloy is crystallized and instantaneous disconnection such as a fuse occurs. Will occur.

즉, 비정질 조직은 금속결정학적으로 원자가 무질서하게 배치(Randomly oriented)되어 있기 때문에 비저항이 매우 크게 나타나나, 결정화가 진행되어 결정 질 조직을 갖는 경우 비저항이 낮아지며, 또한 박막의 면상 또는 선형 발열체로 사용하는 경우 고전류 흐름으로 인한 발열에 의해 단선이 발생하게 된다.In other words, amorphous tissue has a very large specific resistance because of the atomically oriented metal crystallographically (Randomly oriented), but when the crystallization proceeds to have a crystalline structure, the specific resistance is low, and also used as a planar or linear heating element of the thin film In this case, disconnection occurs due to heat generation due to high current flow.

그 결과, 본 발명의 비정질 재료로 이루어진 면상 발열체는 과열로 인한 화재가 발생하지 않고 히터 기능을 상실하여 자기 스스로 안전성을 보장할 수 있는 새로운 히터 재료이다.As a result, the planar heating element made of the amorphous material of the present invention is a new heater material that can guarantee safety by itself without losing a heater function without a fire due to overheating.

한편, 본 발명에서 채택하고 있는 면상발열체(21)는 냉장고용 증발기의 제상에 필요한 미리 설정된 온도와 시간 범위 내에서 발열이 이루어지도록 200W 정도의 히터 용량을 구현하는데 적합한 저항값을 갖도록 설정되어야 한다.On the other hand, the planar heating element 21 adopted in the present invention should be set to have a resistance value suitable for implementing a heater capacity of about 200W to generate heat within a predetermined temperature and time range required for the defrost of the refrigerator evaporator.

이를 위해 면상발열체(21)의 재료가 금속 박판이므로 예를 들어, 증발기의 크기에 따라 제상용 면상 히터의 미리 설정된 폭과 길이 및 면적이 결정되면, 우선 광폭의 비정질 리본을 미리 설정된 폭을 갖는 스트립형태로 슬리팅한다. To this end, since the material of the planar heating element 21 is a thin metal plate, for example, if a predetermined width, length, and area of the defrosting planar heater are determined according to the size of the evaporator, first, a strip having a predetermined width of the wide amorphous ribbon is formed. Slit to form.

그 후 미리 설정된 폭으로 슬리팅된 면상 발열체를 미리 설정된 전체 길이를 증발기의 폭에 따라 동일한 길이를 갖는 다수의 면상 발열체(21)로 절단하여 준비하고, 이들을 도 6에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 히터 조립 PCB(22,24)를 이용하여 직렬 접속방식으로 연결하여 히터조립체(20)를 완성하면, 원하는 히터 용량을 갖는 제상 히터가 얻어지게 된다.Thereafter, the planar heating element slitting to a predetermined width is prepared by cutting a predetermined total length into a plurality of planar heating elements 21 having the same length according to the width of the evaporator, and these are first and second as shown in FIG. When the heater assembly 20 is completed by connecting in series connection using the second heater assembly PCBs 22 and 24, a defrost heater having a desired heater capacity is obtained.

면상발열체가 비정질 재료인 경우 이를 직렬 접속방식의 지그재그 패턴으로 프레스 가공 또는 에칭방법으로 성형하는 방법은 재료 손실이 크고 가공이 어려우며 높은 처리비용이 요구되나, 상기한 슬리팅 방식의 성형은 성형이 쉽게 이루어지고 재료 손실이 거의 없다. 또한, 제1 및 제2 히터 조립 PCB(22,24)를 이용함에 의 해 다수의 면상 발열체(21)의 조립이 쉽게 이루어지면서도 슬림한 형태로 이루어지게 된다.When the planar heating element is an amorphous material, the method of forming it in a series connection type zigzag pattern by pressing or etching method requires a large material loss, difficult processing, and high processing cost, but the molding of the slitting method is easy to mold. And little material loss. In addition, by using the first and second heater assembly PCBs 22 and 24, the assembling of the plurality of planar heating elements 21 is made easy and made in a slim form.

그러나, 면상발열체가 비정질 재료 이외의 재료, 예를 들어 FeCrAl인 경우, 직렬 접속방식의 지그재그 패턴으로 프레스 가공 또는 에칭방법으로 성형하는 것은 가능하나 에칭방법은 처리비용이 높은 문제가 있다.However, when the planar heating element is made of a material other than an amorphous material, for example FeCrAl, it is possible to be molded by a press work or an etching method in a zigzag pattern of a series connection system, but the etching method has a problem of high processing cost.

그럼에도 불구하고 히터 용량이 작고, 지그재그 패턴 면적이 소형인 경우에는 에칭방법으로 성형할 수 있으며, 히팅 면적이 크기 때문에 온도 유지의 균일성이 요구되거나 히터에 허용되는 면적이 큰 경우에는 다수의 면상 발열체를 직렬접속 뿐 아니라 병렬접속 방식으로 연결하여 사용할 수 있다.Nevertheless, when the heater capacity is small and the zigzag pattern area is small, it can be molded by etching method.As the heating area is large, a large number of planar heating elements are required when uniformity of temperature maintenance is required or when the area allowed for the heater is large. Can be used in parallel as well as serial connection.

다시 도 3을 참고하면, 히터조립체(20)의 조립이 완료된 후, 기 성형한 기판(10) 위에 히터조립체(20)를 고정시킨다(S400). Referring to FIG. 3 again, after the assembly of the heater assembly 20 is completed, the heater assembly 20 is fixed on the preformed substrate 10 (S400).

이때, 히터조립체(20)는 도 7과 같이 제1절연층(15)이 형성된 기판(10) 위에 면상발열체(21)가 제1절연층(15)과 접촉하도록 배치하여, 히터조립 PCB(22,24)가 면상발열체(21)의 상부로 배열되도록 한다. 이어서, 제1 및 제2 히터조립 PCB(22,24)의 양 단부에 위치된 한쌍의 리벳홀(23a,23b)을 이용하여 기판(10) 위에 고정시킨다. In this case, the heater assembly 20 is disposed such that the planar heating element 21 contacts the first insulating layer 15 on the substrate 10 on which the first insulating layer 15 is formed, as shown in FIG. 7. , 24 to be arranged above the planar heating element (21). Subsequently, the pair of rivet holes 23a and 23b positioned at both ends of the first and second heater assembly PCBs 22 and 24 are fixed to the substrate 10.

이 경우 바람직하게는 기판(10)의 제1절연층 상부로 먼저 실리콘 바니쉬를 박막으로 코팅한 후, 코팅된 실리콘 바니쉬 박막을 접착제로 이용하여 히터조립체(20)를 부착시키는 것이 좋다. In this case, it is preferable to first coat the silicon varnish on the first insulating layer of the substrate 10 with a thin film, and then attach the heater assembly 20 using the coated silicon varnish thin film as an adhesive.

이어서, 히터조립체(20)를 기판(10) 위에 배열한 후, 히터조립체(20)의 전원 터미널 패드(25)를 제외한 나머지 부분에 실리콘 바니쉬를 코팅함에 의해 제2절연층(30)을 형성한다(S500). 제2절연층(30)은 앞서 설명된 제1절연층(15)과 동일하게 형성할 수 있으며, 본 실시예에서는 실리콘 바니쉬를 0.5~1.0mm 두께 범위로 히터조립체(20) 전체를 실링하도록 형성하여 절연이 이루어지게 한다.Subsequently, after arranging the heater assembly 20 on the substrate 10, the second insulating layer 30 is formed by coating a silicon varnish on the remaining portion of the heater assembly 20 except for the power terminal pad 25. (S500). The second insulating layer 30 may be formed in the same manner as the first insulating layer 15 described above, and in this embodiment, the silicon varnish is formed to seal the entire heater assembly 20 in a thickness range of 0.5 to 1.0 mm. Insulation is achieved.

이렇게 하여 제2절연층(30)까지 형성이 완료되면, 도 8과 같이 히터조립 PCB(22) 상에 노출된 한쌍의 전원터미널 패드(25)에 각각 전원케이블(40)의 전원터미널을 스폿 용접하여 연결한다(S600). In this manner, when the formation of the second insulating layer 30 is completed, spot welding the power terminals of the power cable 40 to the pair of power terminal pads 25 exposed on the heater assembly PCB 22 as shown in FIG. 8. To connect (S600).

터미널패드(25)는 히터조립 PCB(22)의 연결패드(22a:도 6참조)와 도전성 스루홀(25a)을 통하여 연결되므로 전원케이블(40)을 통해 전원이 인가되면, 스루홀(25a)을 통해 연결패드(22a)상에 연결된 다수의 면상발열체(21)에 전원이 인가되어 다수의 면상발열체(21)가 모두 발열된다. Since the terminal pad 25 is connected through the connection pad 22a (see FIG. 6) of the heater assembly PCB 22 and the conductive through hole 25a, when power is applied through the power cable 40, the through hole 25a is provided. Power is applied to the plurality of planar heating elements 21 connected on the connection pads 22a through which all of the plurality of planar heating elements 21 are generated.

끝으로, 전원터미널이 연결된 전원터미널 패드(25)의 상부로 실리콘 바니쉬를 코팅하여 제3절연층(35)을 형성한다(S700). Finally, a silicon varnish is coated on the power terminal pad 25 to which the power terminal is connected to form a third insulating layer 35 (S700).

상기와 같이, 전원터미널 패드(25)의 상부로 실링용 제3절연층(35)이 형성되면 히터조립체(20) 전체의 실링이 완성된다. As described above, when the third insulating layer 35 for sealing is formed on the power terminal pad 25, the entire sealing of the heater assembly 20 is completed.

그 후, 전원터미널 패드(25)로부터 인출된 전원케이블(40)을 보강리브(14)의 벽으로 유도하여 정리한 후, 다수의 고정편(13)을 이용하여 압박 고정시키면 전원케이블(40)의 고정이 간단히 이루어지며, 이러한 케이블의 고정은 인장력 향상을 도모할 수 있게 된다.Thereafter, the power cable 40 drawn out from the power terminal pad 25 is guided to the wall of the reinforcing rib 14 and arranged, and then press-fixed and secured using a plurality of fixing pieces 13 to the power cable 40. The fixing of is made simple, and fixing of such a cable can improve the tensile strength.

한편, 본 발명에서는 상기한 금속 박판을 프레스(press) 가공하여 절단할 때(S100), 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 추후에 완성된 제상히터(60)를 증발기(50)의 지지프레임(52)에 고정 결합시키는데 이용될 수 있는 4쌍의 결합편(16a,16b)을 간격을 두고 기판(10)의 4 모서리 부분에 일체로 형성할 수 있다.On the other hand, in the present invention, when cutting the metal sheet by pressing (press) (S100), as shown in Figures 9 and 10 later the defrost heater 60 is completed the support frame of the evaporator 50 Four pairs of coupling pieces 16a and 16b that can be used for fixed coupling to 52 can be integrally formed at four corner portions of the substrate 10 at intervals.

상기한 기판(10)의 각 모서리에 4쌍의 결합편(16a,16b)을 일체로 형성한 경우, 별도의 고정장치를 사용하지 않고 쉽게 제상히터(60)를 증발기(50)의 지지프레임(52)에 고정시킬 수 있게 된다.When four pairs of coupling pieces 16a and 16b are integrally formed at each corner of the substrate 10, the defrost heater 60 is easily supported without using a separate fixing device. 52) can be fixed.

이 경우, 바람직하게는 제상장치는 전면 제상히터와 후면 제상히터로 이루어지고, 전면 제상히터는 예를 들어, 증발기(50)의 폭에 대응하는 길이와 70~110mm의 폭으로 이루어지며, 증발기(50)의 하단에 부착되며, 후면 제상히터는 증발기(50)의 폭에 대응하는 길이와 150~210mm의 폭으로 이루어지며, 증발기(50)의 하단에 제상수 결빙관(도시되지 않음)까지 커버하도록 배치된다.In this case, preferably the defrosting device is composed of a front defrost heater and a rear defrost heater, the front defrost heater is made of, for example, a length corresponding to the width of the evaporator 50 and a width of 70 ~ 110mm, evaporator ( 50 is attached to the bottom of the defrost heater, the rear defrost heater is made of a length corresponding to the width of the evaporator 50 and a width of 150 ~ 210mm, cover to the defrost water freezing pipe (not shown) at the bottom of the evaporator 50 Is arranged to.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 금속 박판을 스트립 형상으로 가공한 면상 발열체를 히터로 사용하며, 제상장치용 히터로서 적정한 용량을 갖도록 다수의 선형 면상발열체를 직렬 및/또는 병렬 접속할 때 한쌍의 히터조립 PCB를 이용함에 의해 조립 생산성, 내구성 및 신뢰성이 높고 슬림한 타입으로 히터조립체를 조립할 수 있다.As described above, in the present invention, a pair of heaters is assembled when a plurality of linear planar heating elements are connected in series and / or in parallel so as to have an appropriate capacity as a heater for a defrosting device, using a planar heating element processed into a strip of metal sheet as a heater. By using the PCB, the heater assembly can be assembled into a slim type with high assembly productivity, durability, reliability.

또한, 본 발명에서는 금속 박막의 면상 발열체를 채용하여 열 밀도가 낮아 원천적으로 냉매의 발화점 이하로 발열이 이루어지며 그 결과 히터의 온도 제어를 고가의 콘트롤러를 사용하지 않고 단순한 ON/OFF 제어로도 가능하고, 열 충격에도 강하며 온도 응답성이 매우 빠르고, 열전달 효율이 높아 전력/열 변환 효율의 극대 화를 도모할 수 있다.In addition, the present invention employs a planar heating element of a metal thin film, so the heat density is low, so that heat is generated at or below the ignition point of the refrigerant. As a result, the temperature of the heater can be controlled by simple ON / OFF control without using an expensive controller. In addition, it is resistant to thermal shock, has a very fast temperature response, and has high heat transfer efficiency, thereby maximizing power / heat conversion efficiency.

더욱이, 본 발명에서는 면상발열체의 재료로서 비정질 재료를 이용함에 의해 친환경 냉매의 발화점 이상으로 히터의 온도가 상승하는 경우 히터의 결정화가 이루어지면서 자연적인 단락이 발생하여 과열로 인한 안전성을 보장할 수 있다.Furthermore, in the present invention, when the temperature of the heater rises above the ignition point of the eco-friendly refrigerant by using an amorphous material as the planar heating element, crystallization of the heater occurs and a natural short circuit occurs to ensure safety due to overheating. .

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 면상히터를 이용한 제상장치는 면상 발열체를 슬리팅하여 원하는 모양대로 사용가능하므로 형상에 제약이 따르지 않으므로, 증발기를 사용하는 장치라면 공업용 또는 가정용 냉동장치 또는 설비에도 적용 가능하며, 저온 발열을 위한 온열기 등 다양한 분야에 사용가능하다. Since the defrosting apparatus using the planar heater of the present invention can be used in a desired shape by slitting the planar heating element, the shape is not restricted, so any device using an evaporator can be applied to an industrial or home refrigeration apparatus or equipment, and to generate low temperature heat. It can be used in various fields such as a heater.

도 1은 종래 기술에 따른 제상 히터를 갖는 증발기의 정면도,1 is a front view of an evaporator having a defrost heater according to the prior art,

도 2는 도 1에 도시된 제상 히터의 측면도,2 is a side view of the defrost heater shown in FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제상장치를 제조하는 방법을 나타내는 개략 공정도,Figure 3 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing a defrosting apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 제상장치의 제조공정을 보여주는 공정 단면도,4A to 4D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a defrosting apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 5a 및 도 5b는 기판의 성형 예를 보여주는 도면,5A and 5B illustrate an example of forming a substrate;

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 히터조립체를 보여주는 평면도,6 is a plan view showing a heater assembly according to an embodiment of the present invention;

도 7은 기판에 히터조립체를 배치한 상태를 보여주는 평면도, 7 is a plan view showing a state in which a heater assembly is disposed on a substrate;

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제상장치를 보여주는 평면도,8 is a plan view showing a defrosting apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 9는 제상장치의 고정 구조를 나타내는 사시도,9 is a perspective view showing a fixing structure of the defrosting apparatus;

도 10은 제상장치를 증발기에 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.10 is a perspective view illustrating a state in which a defroster is mounted on an evaporator.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10 : 기판 11,12,14 : 보강리브10: substrate 11, 12, 14: reinforcing rib

13 : 고정편 15 : 제1절연층13 fixing piece 15 first insulating layer

20 : 히터조립체 21 : 면상발열체 20: heater assembly 21: planar heating element

22,24 : 히터조립 PCB 23a,23b : 리벳홀22,24: Heater Assembly PCB 23a, 23b: Rivet Hole

22a-22g,24a-24f : 연결패드 25 : 전원터미널패드22a-22g, 24a-24f: Connection pad 25: Power terminal pad

30 : 제2절연층 35 : 제3절연층30: second insulating layer 35: third insulating layer

40 : 전원터미널 50 : 증발기40: power supply terminal 50: evaporator

52 : 지지프레임 60 : 제상장치52: support frame 60: defrosting device

Claims (17)

냉매가 흐르는 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상히터에 있어서,In the defrost heater for removing frost formed on the evaporator of the refrigerating device flowing refrigerant, 각각 일정 간격으로 배치된 다수의 제1 및 제2 도전성 연결 패드를 구비하고 간격을 두고 배치된 제1 및 제2 히터조립 PCB와, 금속 박막의 스트립 형상으로 이루어지며 양 단부가 상기 제1 히터조립 PCB의 다수의 제1 도전성 연결 패드와 상기 제2 히터조립 PCB의 다수의 제2 도전성 연결 패드에 접속되는 다수의 스트립형 면상발열체를 구비하는 히터조립체; Each of the first and second heater assembly PCBs having a plurality of first and second conductive connection pads disposed at regular intervals and spaced apart from each other, and a strip of metal thin film, and both ends of the first heater assembly. A heater assembly including a plurality of first conductive connection pads of a PCB and a plurality of strip type planar heating elements connected to the plurality of second conductive connection pads of the second heater assembly PCB; 상기 증발기의 일측면에 밀착 고정되며 외측면에 장착된 상기 다수의 스트립형 면상발열체로부터 발생된 열을 전달받아 상기 증발기쪽으로 전달하기 위한 열전달용 기판; 및A heat transfer substrate that is tightly fixed to one side of the evaporator and receives heat generated from the plurality of strip-like planar heating elements mounted on an outer side thereof and transferred to the evaporator; And 상기 히터조립체의 노출된 부분을 실링 처리하기 위한 절연층을 포함하며,An insulating layer for sealing the exposed portion of the heater assembly; 상기 제1 히터조립 PCB는 양면 PCB로 이루어지고, 상기 다수의 제1 도전성 연결 패드의 양 단부에 배치된 한 쌍의 연결패드는 각각 스루홀을 통하여 배면에 형성된 한 쌍의 전원터미널 패드에 연결되는 것을 특징으로 하는 제상히터.The first heater assembly PCB is formed of a double-sided PCB, and a pair of connection pads disposed at both ends of the plurality of first conductive connection pads are connected to a pair of power terminal pads formed on the back through through holes, respectively. Defrost heater, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 다수의 스트립형 면상 발열체는 상기 다수의 제1 도전성 연결패드와 상기 다수의 제2 도전성 연결패드 사이에 직렬 접속방식으로 접속되는 것을 특징으로 하는 제상히터.The defrost heater according to claim 1, wherein the plurality of strip-shaped planar heating elements are connected in series between the plurality of first conductive connection pads and the plurality of second conductive connection pads. 제1항에 있어서, 상기 스트립형 면상 발열체는 Fe계 비정질 스트립 또는 FeCrAl로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제상히터.The defrost heater according to claim 1, wherein the strip type planar heating element is made of an Fe-based amorphous strip or FeCrAl. 제2항에 있어서, 상기 다수의 스트립형 면상 발열체는 각각 도전성 접착제를 사용하여 본딩(bonding)하거나 스폿 웰딩(spot welding)을 통해 연결패드에 접속되는 것을 특징으로 하는 제상히터.The defrost heater according to claim 2, wherein the plurality of strip-shaped planar heating elements are each connected to the connection pads by bonding or spot welding using a conductive adhesive. 제1항에 있어서, 상기 기판의 두께를 줄일 때 변형이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 길이방향으로 대향하는 양측 변은 각각 보강리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 제상히터.The defrost heater according to claim 1, wherein both sides facing in the longitudinal direction are provided with reinforcing ribs, respectively, to prevent deformation when the thickness of the substrate is reduced. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1 히터조립 PCB와 인접한 일측변에는 전원터미널패드에 연결된 전원케이블을 기판에 고정시키기 위한 다수의 고정편과 직각으로 절곡된 보강리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제상히터.The defrosting apparatus of claim 1, further comprising a reinforcing rib bent at a right angle with a plurality of fixing pieces for fixing a power cable connected to a power terminal pad to a substrate at one side adjacent to the first heater assembly PCB. heater. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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