KR101081283B1 - Electric field shielded heating cable - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발열선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파 및 전기장을 차단하기 위하여 도전성의 금속층이 코팅된 침구용 발열선 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a heating wire, and more particularly to a heating wire for bedding coated with a conductive metal layer to block electromagnetic waves and electric fields, and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 전열 침구류는 전기 에너지를 열 에너지로 변화시켜 열을 발생시킴으로써 일정 온도로 난방하는 것으로, 전기 담요, 전기 장판, 전기 매트 또는 전기 카펫 등이 있다. 이러한 전열 침구류는 발열선을 보온 재의 내부에 소정 간격으로 배열하고 상기 발열선의 종단에 사용자가 임의로 온도를 설정하고 설정된 온도를 유지하기 위하여 상기 발열선에 전원에 공급하는 온도 조절 장치를 구비하여 구성된다.In general, electrothermal bedding is heating to a constant temperature by converting electrical energy into thermal energy to generate heat, such as an electric blanket, an electric blanket, an electric mat or an electric carpet. The heat transfer bedding is arranged with a heating wire arranged at a predetermined interval inside the heat insulating material, and is provided with a temperature control device for supplying power to the heating wire to the user to set the temperature arbitrarily at the end of the heating wire and to maintain the set temperature.
도 1은 종래의 기술에 따른 발열선을 나타낸 일부 절개도이고, 도 2는 도 1의 발열선을 나태난 단면도이며, 도 3은 도 1의 발열선의 차폐 구조를 나타낸 단면도이다. 먼저, 도 1, 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 발열선(10)은, 폴리에스터 재질의 실(thread)이나 글라스 울로 이루어진 심선(11), 이를 둘러싸는 전열선(12), 심선(11)과 전열선(12)의 외측을 덮는 내부 절연체(13), 내부 절연체(13)의 외측에 상호 교차하며 감기는 리드선(14), 내부 절연체(13)와 리드선(14)을 감싸는 외부 절연체(15)로 구성된다. 여기서, 전열선(12)의 타단과 리드선(14)의 타단은 단락되며, 전열선(12)의 일단은 전원(미도시)의 일 단자와 연결되고, 리드선(14)의 일단은 전원의 타 단자와 연결되며 접지된다. 전열선(12)으로 흘러드는 전류는 단부에서 리드선(14)을 타고 다시 유턴하여 나오게 되는데, 이때, 전열선(12)에서의 전류 방향과, 리드선(14)에서의 전류 방향이 서로 반대이므로, 유도된 자기장이 서로 상쇄되어 무자계가 형성된다.1 is a partial cutaway view showing a heating line according to the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view showing the heating line of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view showing a shielding structure of the heating line of FIG. First, referring to FIGS. 1 and 2, the
한편, 종래의 기술에 따른 발열선(10)에서는 리드선(14)이 나선형으로 감기므로, 나선형의 리드선 사이에는 소정의 공간이 발생한다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 리드선(14)이 배치되는 부위에서는 자기장이 상쇄되지만, 그 사이의 공간에서는 자기장이 완전히 상쇄되지 않고 외부로 누설된다. 이러한 문제점을 해결하고자, 전자파 및 자기장은 완전히 차폐할 수 있는 다양한 구조의 발열선이 개발되고 있다. 일 예로 국내등록특허 10-0553815, 10-0724605에는 리드선을 띠 형상으로 형성하거나, 리드선의 외부에 도전성의 금속띠를 피복하는 구조가 개시되어 있다.On the other hand, in the
그러나, 상기와 같은 차폐 구조는 리드선 사이의 공간을 긴밀하게 밀폐시킬 수는 있으나, 고가의 금속 띠를 사용함으로써, 제조 비용을 상승을 초래하는 문제점이 있다. 또한, 공간을 밀폐하도록 금속 띠를 감아야 하므로, 제조 공정이 까다로운 문제점이 있다.However, such a shielding structure can close the space between the lead wires tightly, but there is a problem of increasing the manufacturing cost by using an expensive metal strip. In addition, since the metal strip must be wound to seal the space, the manufacturing process is difficult.
[참고문헌] 국내등록특허 10-0553815(도 55 참고)[Reference] Domestic Patent No. 10-0553815 (see Fig. 55)
국내등록특허 10-0724605(도 8 참고)
Domestic registered patent 10-0724605 (see FIG. 8)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 구조가 간단하여 저렴한 비용으로 제조할 수 있으며, 일련의 공정에 따라 용이하게 제조할 수 있는 전자파 전기장 차단 발열선 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above problems, the structure is simple and can be manufactured at a low cost, to provide an electromagnetic field shielding heating wire and a method of manufacturing the same can be easily manufactured according to a series of processes. The purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자파 전기장 차단 발열선은, 심선; 상기 심선의 외주면을 따라 나선형으로 감겨지는 전열선; 상기 심선과 전열선을 피복하는 내부 절연체; 상기 내부 절연체의 외부면을 따라 나선형으로 감겨지는 리드선; 상기 내부 절연체와 리드선을 피복하는 외부 절연체; 상기 외부 절연체의 외부면에 코팅되는 전도성의 차폐층; 및 상기 차폐층의 일 측에 마련되는 접지선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Electromagnetic field-blocking heating wire of the present invention for achieving the above object, the core wire; A heating wire wound spirally along the outer circumferential surface of the core wire; An inner insulator covering the core wire and the heating wire; A lead wire spirally wound along an outer surface of the inner insulator; An outer insulator covering the inner insulator and the lead wire; A conductive shielding layer coated on an outer surface of the outer insulator; And a ground line provided at one side of the shielding layer.
여기서, 상기 차폐층은, 금, 은, 동, 알루미늄 및 카본 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.Here, the shielding layer may be formed of any one material of gold, silver, copper, aluminum, and carbon.
또한, 본 발명의 발명선 제조방법은, (a) 심선의 외주면을 따라 전도성의 금속선을 나선형으로 감는 전열선 권선단계; (b) 상기 심선과 전열선을 피복하는 내부 절연체 압출단계; (c) 상기 내부 절연에의 외주면을 따라 전도성의 금속선을 나선형으로 감는 리드선 권선단계; (d) 상기 내부 절연체와 리드선을 피복하는 외부 절연체 압출단계; (e) 상기 외부 절연체 외주면에 전도성 막을 형성하는 차폐층 코팅단계; (f) 상기 차폐층을 열처리하여 결합을 강화시키는 차폐층 열처리 단계; 및 (g) 열처리된 상기 차폐층을 냉각시키는 차폐층 냉각 단계;로 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, the invention wire manufacturing method of the present invention, (a) the heating wire winding step of spirally winding a conductive metal wire along the outer peripheral surface of the core wire; (b) an internal insulator extruding step covering the core wire and the heating wire; (c) winding a lead wire spirally winding a conductive metal wire along an outer circumferential surface of the inner insulation; (d) extruding the outer insulator covering the inner insulator and the lead wires; (e) a shielding layer coating step of forming a conductive film on an outer circumferential surface of the outer insulator; (f) a shielding layer heat treatment step of strengthening bonding by heat treating the shielding layer; And (g) a shielding layer cooling step of cooling the heat-treated shielding layer.
여기서, 상기 차폐층 코팅단계(e)는 액상의 전도성 금속을 상기 외부 절연체의 외주면에 스프레이 코팅하며, 상기 열처리 단계(f)는 코팅된 상기 발열선을 중공의 히터봉 내부를 관통시키도록 구성된다.
Here, the shielding layer coating step (e) is spray-coated a liquid conductive metal on the outer circumferential surface of the outer insulator, and the heat treatment step (f) is configured to penetrate the coated heating line inside the hollow heater rod.
상기와 같은 구성의 본 발명은 발열선을 구성하는 내부 절연막과 외부 절연막 사이에 전도성 피복을 제거함으로써, 구조가 간단해지며, 스프레이 코팅 공정으로 외부 절연막 표면에 도전성 차폐층을 형성함으로써, 저렴한 비용으로 용이하게 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.
According to the present invention, the structure is simplified by removing the conductive coating between the inner insulating film and the outer insulating film constituting the heating wire, and by forming a conductive shielding layer on the outer insulating film surface by a spray coating process, it is easy and inexpensive. It can produce the effect easily.
도 1은 종래의 기술에 따른 발열선을 나타낸 일부 절개도,
도 2는 도 1의 발열선을 나태난 단면도,
도 3은 도 1의 발열선의 차폐구조를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발열선을 나타낸 일부 절개도,
도 5는 도 4의 발열선을 나타낸 단면도, 및
도 6은 도 4의 발열선을 제조하는 과정을 나타낸 공정도이다.1 is a partial cutaway view showing a heating line according to the prior art,
2 is a cross-sectional view showing the heating wire of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a shield structure of the heating wire of FIG.
4 is a partial cutaway view showing a heating wire according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view showing a heating line of FIG. 4, and
6 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the heating line of FIG. 4.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
The technical problem achieved by the present invention and the practice of the present invention will be apparent from the preferred embodiments described below. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발열선을 나타낸 일부 절개도이고, 도 5는 도 4의 발열선을 나타낸 단면도이다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 발열선은 내부 심선(110), 심선의 외주면을 따라 권선된 전열선(120), 전열선(120)을 피복하는 내부 절연체(130), 내부 절연체(130)를 따라 권선된 리드선(140), 리드선(140)을 피복하는 외부 절연체(150) 및 외부 절연체(150)에 형성되는 차폐층(160)으로 구성된다.4 is a partial cutaway view showing a heating line according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing the heating line of FIG. As can be seen in these figures, the heating wire of the present invention is the
구체적으로 살펴보면, 심선(110)은 폴리에서터 실(thread)이나 글라스 울로 이루어질 수 있으며, 이 경우 길이 방향으로 소정의 두께와 길이로 직조되어, 발열선의 중심선을 이루게 된다.Specifically, the
전열선(120)은 구리 등을 이용한 도전성의 금속선으로, 심선의 외주면을 따라 일 측에서 타 측 방향으로 나선형으로 권선된다. 이때, 나선형의 전열선(120)은 0.2mm 내외의 간격으로 권선되며, 통상 0.1mm 내지 0.3mm 사이의 간격으로 권선된다.The
내부 절연체(130)는 심선(110)과 전열선(120)을 피복하여 전열선(120)을 리드선(140)으로부터 전기적으로 격리시킨다. 이러한 내부 절연체(130)는 심선(110)의 외주면을 따라 전열선(120)이 피복되도록 나일론과 같은 절연재질을 압출하여 형성한다. 또한, 내부 절연체(130)는 0.2mm 내지 0.4의 두께로 피복된다.The
리드선(140)은 전열선(120)과 같이 구리 등을 이용한 도전성의 금속선으로, 내부 절연체(130)의 외주면을 따라 일 측에서 타 측 방향으로 나선형으로 권선된다. 이러한 리드선(140)도 0.1mm 내지 0.3mm 사이의 간격으로 권선된다.The
외부 절연체(150)는 내부 절연체(130)와 리드선(140)을 피복하여 리드선(140)을 외부로부터 보호하고, 리드선(140)을 절연시킨다. 또한, 외부 절연체(150)는 내부 절연체(130)의 외주면을 따라 리드선(140)이 피복되도록 PVC와 같은 절연재질을 압출하여 형성한다. 이때, 외부 절연체(150)는 0.5mm 내지 0.6.mm의 두께로 피복된다.The
상기와 같은 구성에서, 전열선(120)과 리드선(140)은 타 측 단부에서 서로 연결되며, 전열선(120)의 일 측 단부는 전원부(200)의 일 측 단자로 연결되고, 리드선(140)의 일 측 단부는 전원부(200)의 타 측 단부로 연결되어 접지된다. 이러한 연결 구조에 의하여 전열선(120)의 일 측 단부로 유입되는 전류는 타 측 단부에서 리드선(140)으로 유입되어 리드선(140)의 일 측 단부를 통하여 흘러나온다. 이러한 전류의 흐름에서 전열선(120)과 리드선(140)을 흐르는 전류는 서로 반대방향으로 흐르게 되므로, 전열선(120)과 리드선(140)에 의해서 발생하는 전기장도 반대방향이 되어 서로 상쇄될 수 있다. In the configuration as described above, the
특히, 본 발명의 발열선은 전자파와 전기장을 완전히 차폐하기 위하여 외부 절연체(150)의 표면에 차폐층(160)이 형성된다. 전열선(120)과 리드선(140)에서 발생하는 전기장은 리드선(140)에 근접한 곳에서는 서로 상쇄되지만, 리드선(140) 사이의 공간에 의하여 일부의 전기장이 누설될 수 있다. 이에 따라 차폐층(160)은 나선형의 리드선(140) 사이에서 누설되는 전기장을 차폐하여 무자계 발열선을 실현단다.In particular, in the heating wire of the present invention, the
이러한 차폐층(160)은, 전도성의 금속재질로 구성되며, 일 예로 금, 은, 동, 알루미늄, 카본과 같은 금속이 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에서의 차폐층은 코팅법으로 형성되는데, 전도성의 금속 액상의 금속 원료가 외부 절연체(150)의 표면에 스프레이(spray) 코팅된다. 외부 절연체에 코팅된 차폐층(160)은 일 측 단부에서 미도시된 접지선으로 연결됨으로써, 리드선 사이로 누설되는 전기장을 차단하게 된다.The
한편, 도시되지는 않았지만, 차폐층(160)의 표면에는 차폐층(160)을 피복하여 보호하기 위한 보호층이 더 형성될 수 있다.Although not shown, a protective layer for covering and protecting the
도 6은 도 4의 발열선을 제조하는 과정을 나타낸 공정도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실싱예에 따른 전자파 전기창 차단 발열선의 제조 과정은, 심선을 따라 전열선 권선(a), 내부 절연체 피복(b), 리드선 권선(c), 외부 절연체 피복(d) 및 차폐층 코팅(e) 과정으로 이루어진다.6 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the heating line of FIG. 4. As shown, the manufacturing process of the electromagnetic wave shielding heating wire according to the embodiment of the present invention, the heating wire winding (a), the inner insulation coating (b), the lead wire winding (c), the outer insulation coating (d) along the core wire And a shielding layer coating (e) process.
구체적으로 살펴보면, 먼저, 공급기(121)에서 공급되는 심선(110)의 외주면을 따라 전열선(120)을 나선형으로 권선하는 1차 권선이 이루어지고(a), 압출기(123)를 이용하여 전열선(120)이 권취된 심선(110)을 피복하는 내부 절연체(130) 피복이 이루어진다(b). 이를 위하여 공급기(121)에는 별도의 공정에서 폴리에서터 실(thread)이나 글라스 울을 이용하여 직조된 심선이 권취된다. 또한, 전열선(120)은 구리 등을 소정의 직경으로 압출하여 제조될 수 있으며, 롤링기(122)에 미리 권취된다. 또한, 내부 절연체(130) 피복을 위한 압출기(123)에는 나일론과 같은 절연재질의 피복재가 준비된다.Specifically, first, a primary winding is formed to spirally wind the
이 후, 다시 롤링기(122)를 이용하여 내부 절연체(130)의 표면에 리드선(140)을 나선형으로 권선하는 2차 권선이 이루어지고(c), 압출기(123)를 이용하여 전열선(120)이 권취된 심선(110)을 피복하는 외부 절연체(150) 피복이 이루어진다(d). 또한, 외부 절연체(150) 피복을 위한 압출기(123)에는 PVC와 같은 절연재질의 피복재가 준비된다.Thereafter, a secondary winding is formed to spirally wound the
외부 절연체(150)가 피복된 발열선(100)의 표면에는 다시 차폐층(160)이 코팅된다(e). 차폐층(160)은 금, 은, 동, 알루미늄 및 카본 중 어느 하나로 이루어지는 금속재질의 전도층으로 구성되며, 분사기(124)를 이용한 코팅법으로 형성된다. 이를 위하여 분사기(124)에는 액상의 금속 코팅재가 미리 준비된다. 이후, 코팅 형성된 차폐층(160)은 히터봉(125)을 통과하면서 열처리 과정이 이루어지고(f), 다시 냉각기(126)를 통과하면서 냉각되어(g), 최종적으로 권취기(127)에 감겨진다. 여기서 열처리와 냉각 과정은 차폐층의 밀도를 균일하게 하고, 조직을 긴밀하게 하여 휨 특성에 의해서도 우수한 결합력을 나타내도록 한다.The
상기와 같은 일련의 공정은 연속적으로 이루어져 간단한 설비와 공정으로 제조될 수 있으며, 각 과정에서 구비되는 다수의 롤러(128)에 의하여 공급기(121)로부터 심선이 공급되면서 최종적으로 발열선이 권취기(127)에 감겨진다. 한편, 도시되지는 않았지만, 차폐층(160)의 표면에 절연 재질의 보호층을 형성하는 공정이 더 이루어질 수 있다.
The series of processes as described above can be made in a simple equipment and processes made continuously, the core wire is supplied from the
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the present invention, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
100 : 발열선 110 : 심선
120 : 전열선 130 : 내부 절연체
140 : 리드선 150 : 외부 절연체
160 : 차폐층100: heating wire 110: core wire
120: heating wire 130: internal insulator
140: lead wire 150: external insulator
160: shielding layer
Claims (5)
(b) 상기 심선과 전열선을 피복하는 내부 절연체 압출단계;
(c) 상기 내부 절연에의 외주면을 따라 전도성의 금속선을 나선형으로 감는 리드선 권선단계;
(d) 상기 내부 절연체와 리드선을 피복하는 외부 절연체 압출단계;
(e) 상기 외부 절연체 외주면에 금, 은, 동, 알루미늄 및 카본 중 어느 하나의 전도성 금속을 스프레이 코팅하여 전도성 막을 형성하는 차폐층 코팅단계;
(f) 중공의 히터봉 내부를 관통시켜 상기 차폐층의 결합을 강화시키는 차폐층 열처리단계; 및
(g) 열처리된 상기 차폐층을 냉각시키는 차폐층 냉각단계;로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자파 전기장 차단 발열선 제조방법.
(a) a heating wire winding step of spirally winding a conductive metal wire along an outer circumferential surface of the core wire;
(b) an internal insulator extruding step covering the core wire and the heating wire;
(c) winding a lead wire spirally winding a conductive metal wire along an outer circumferential surface of the inner insulation;
(d) extruding the outer insulator covering the inner insulator and the lead wires;
(e) a shielding layer coating step of forming a conductive film by spray coating any conductive metal of gold, silver, copper, aluminum and carbon on the outer circumferential surface of the outer insulator;
(f) shielding layer heat treatment step of strengthening the coupling of the shielding layer by penetrating the inside of the hollow heater rod; And
(g) a shielding layer cooling step of cooling the shielded layer that has been heat-treated.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102001176B1 (en) | 2018-11-06 | 2019-07-17 | 신기영 | Far-infrared rads using graphene plates and heating wire of electromagnetic wave shield |
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2011
- 2011-09-27 KR KR1020110097707A patent/KR101081283B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102001176B1 (en) | 2018-11-06 | 2019-07-17 | 신기영 | Far-infrared rads using graphene plates and heating wire of electromagnetic wave shield |
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