KR101132694B1 - Hybrid ceramic-positive temperature coefficent heater - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터가 개시된다. 본 발명의 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터는 간격을 두고 배치되며, 외부리드선을 통해 전원에 각각 연결되는 제 1 및 제 2세라믹 히터부와; 제 1세라믹 히터부와 제 2세라믹 히터부의 사이에 설치되며, 제 1세라믹 히터부와 제 2세라믹 히터부 각각에 전기적으로 연결되어 전기적인 직렬 상태를 이루는 정온도 계수 히터부와; 제 1세라믹 히터부와 정온도 계수 히터부 및, 정온도 계수 히터부와 제 2세라믹 히터부를 용착시키는 브레이징층을 구비한다. 제 1 및 제 2세라믹 히터부는, 텅스텐층과, 텅스텐층을 둘러싸는 알루미나층을 구비한다. 그리고 정온도 계수 히터부는, 티탄산바륨을 주성분으로 하여 구성된다. 그리고 브레이징층은, 몰리브덴 합금층부와, 니켈층부을 구비한다. 이러한 본 발명에 의하면, 세라믹 히터와 정온도계수 히터의 장점을 동시에 갖춤으로써, 목표 온도까지의 승온 속도가 매우 빠르고, 목표온도에서의 발열온도를 일정하게 제어할 수 있다. 특히, 승온 속도가 매우 빠르고 발열온도를 일정하게 제어할 수 있음으로써, 급속가열이 요구됨과 동시에 온도 제어가 요구되는 장치에 매우 유용하게 사용할 수 있다. The present invention discloses a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater. Hybrid ceramic constant temperature coefficient heater of the present invention is disposed at intervals, and the first and second ceramic heaters are respectively connected to the power supply through an external lead wire; A constant temperature coefficient heater unit disposed between the first ceramic heater unit and the second ceramic heater unit and electrically connected to each of the first ceramic heater unit and the second ceramic heater unit to form an electrical series state; And a brazing layer for welding the first ceramic heater portion, the positive temperature coefficient heater portion, and the positive temperature coefficient heater portion and the second ceramic heater portion. The first and second ceramic heater sections include a tungsten layer and an alumina layer surrounding the tungsten layer. And the constant temperature coefficient heater part is comprised as barium titanate as a main component. The brazing layer includes a molybdenum alloy layer portion and a nickel layer portion. According to the present invention, by having the advantages of the ceramic heater and the constant temperature coefficient heater at the same time, the rate of temperature rise up to the target temperature is very fast, it is possible to constantly control the heat generation temperature at the target temperature. In particular, since the temperature increase rate is very fast and the exothermic temperature can be controlled constantly, it can be very usefully used for a device requiring rapid heating and temperature control.

Description

하이브리드 세라믹 정온도계수 히터{HYBRID CERAMIC-POSITIVE TEMPERATURE COEFFICENT HEATER}HYBRID CERAMIC-POSITIVE TEMPERATURE COEFFICENT HEATER}

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터의 구성을 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing the configuration of a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터의 구성을 나타내는 측단면도, Figure 2 is a side cross-sectional view showing the configuration of a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터의 저항-온도 특성을 측정하여 나타낸 도표이다. 3 is a diagram illustrating the resistance-temperature characteristics of the hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

10: 제 1세라믹 히터부 12: 텅스텐층10: first ceramic heater unit 12: tungsten layer

14: 알루미나층 15: 외부리드선14: alumina layer 15: outer lead wire

20: 제 2세라믹 히터부 22: 텅스텐층20: second ceramic heater 22: tungsten layer

24: 알루미나층 25: 외부리드선24: alumina layer 25: outer lead wire

30: 정온도계수 히터부 40: 브레이징층30: constant temperature coefficient heater unit 40: brazing layer

42: 니켈층부 44: 몰리브덴 합금층부42 nickel layer portion 44 molybdenum alloy layer portion

50: 열교환부재 60: 브레이징층50: heat exchange member 60: brazing layer

62: 니켈층부 64: 몰리브덴 합금층부62: nickel layer portion 64: molybdenum alloy layer portion

본 발명은 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹히터와 정온도계수 히터를 조합하여 구성함으로써 목표 온도까지의 승온 속도가 빠르고, 목표온도에서의 발열온도를 일정하게 제어할 수 있는 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater, and more particularly, by combining a ceramic heater and a constant temperature coefficient heater, the temperature increase rate to the target temperature is high, and the heating temperature at the target temperature can be constantly controlled. The present invention relates to a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater.

전기 히터의 일례로서 세라믹 히터가 있다. 세라믹 히터는 인가되는 전류에 의해 발열하는 텅스텐층과, 이것에 의해 가열되어 고온의 열을 발생시키는 알루미나층으로 구성된다. An example of an electric heater is a ceramic heater. The ceramic heater is composed of a tungsten layer that generates heat by an applied current and an alumina layer that is heated to generate high temperature heat.

이러한 세라믹 히터는 승온 속도가 매우 빠르다는 장점이 있다. 따라서, 빠른 승온이 요구되는 급탕기, 파마용 모발 관리기, 납땜기에 주로 사용되고 있다. 뿐만 아니라 세라믹 히터는 발열시 알루미나층에서 원적외선이 방사되므로 의료용기기에도 많이 사용되고 있다.Such a ceramic heater has the advantage that the temperature increase rate is very fast. Therefore, it is mainly used for a hot water heater, a hair care device for a perm, and a soldering machine which require quick temperature rising. In addition, ceramic heaters are widely used in medical devices because far infrared rays are radiated from the alumina layer during heating.

그런데, 이러한 세라믹 히터는 승온 속도가 매우 빠르다는 장점은 있으나, 온도제어가 어려워 발열온도를 조절할 수 없다는 단점이 있다. 특히, 발열온도를 조절할 수 없으므로 에너지 소모가 많다는 단점이 있다. By the way, such a ceramic heater has the advantage that the temperature increase rate is very fast, but there is a disadvantage that the temperature control is difficult to control the heating temperature. In particular, there is a disadvantage that the energy consumption is high because the heating temperature can not be adjusted.

한편, 이를 감안하여 정온도계수(Positive Temperature Coefficent:이하, "PTC 히터"라 칭함) 히터가 개발되어 사용되고 있다. PTC 히터는 티탄산바륨계로 이루어진 저항체로서, 인가되는 전류에 의해 고온의 열을 발생한다. 특히, 온도가 상승함에 따라 저항이 상승하여 전류의 흐름을 억제하는데, 이때의 저항값을 검측하여 전류의 흐름을 제어하면, 발열온도를 정온으로 제어할 수 있다는 장점을 갖는다.Meanwhile, in view of this, a positive temperature coefficient (hereinafter, referred to as a "PTC heater") heater has been developed and used. The PTC heater is a resistor made of barium titanate-based and generates high temperature heat by an applied current. In particular, as the temperature rises, the resistance rises to suppress the flow of current. If the resistance value is detected at this time and the flow of current is controlled, the heating temperature can be controlled at a constant temperature.

이러한 PTC 히터는 발열온도의 제어가 매우 용이한 바, 발열온도의 제어가 요구되는 전기밥솥, 커피포트, 자동차 실내의 예비 난방 장치로 많이 사용되고 있다. Since the PTC heater is very easy to control the heating temperature, it is widely used as a preliminary heating device in an electric rice cooker, a coffee pot, and a vehicle interior where the heating temperature control is required.

그런데, 이러한 PTC 히터는 발열온도의 제어가 매우 용이하다는 장점은 있으나, 승온 속도가 매우 느려 사용하기가 매우 불편한 단점이 있다. 특히, 자동차 실내의 예비 난방 장치로 사용할 경우에는, 자동차의 냉각수가 고온으로 상승되기 전까지 신속하게 승온되어 차내의 온도를 상승시켜야 하는데, 승온 속도가 매우 느리므로, 차내의 온도를 신속하게 상승시킬 수 없는 문제가 있었다. 이같은 문제점은 운전자의 욕구를 충족시키지 못하여 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 된다. By the way, the PTC heater has the advantage that the control of the heating temperature is very easy, but there is a disadvantage that it is very inconvenient to use because the temperature increase rate is very slow. In particular, when used as a preliminary heating device in a car interior, the temperature of the car must be rapidly increased until the coolant of the car rises to a high temperature, and the temperature in the car must be raised. There was no problem. This problem causes the product's reliability to fall by not satisfying the needs of the driver.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 세라믹 히터와 정온도계수 히터를 조합하여 구성함으로써 목표 온도까지의 승온 속도가 빠르고, 목표온도에서의 발열온도를 일정하게 제어하여 사용하기가 매우 간편한 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터를 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the object of which is to combine the ceramic heater and the constant temperature coefficient heater to increase the temperature increase rate to the target temperature, the exothermic temperature at the target temperature It is to provide a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater that is very easy to use under constant control.

이와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 하이브리드 세라믹 정온도 계수 히터는, 간격을 두고 배치되며, 외부리드선을 통해 전원에 각각 연결되는 제 1 및 제 2세라믹 히터부와; 상기 제 1세라믹 히터부와 제 2세라믹 히터부의 사이에 설치되며, 상기 제 1세라믹 히터부와 제 2세라믹 히터부 각각에 전기적으로 연결되어 전기적인 직렬 상태를 이루는 정온도 계수 히터부와; 상기 제 1세라믹 히터부와 상기 정온도 계수 히터부 및, 상기 정온도 계수 히터부와 상기 제 2세라믹 히터부를 용착시키는 브레이징층을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above objects, the hybrid ceramic constant temperature coefficient heater of the present invention is disposed at intervals, and the first and second ceramic heaters are respectively connected to the power supply through an external lead wire; A constant temperature coefficient heater unit disposed between the first ceramic heater unit and the second ceramic heater unit and electrically connected to each of the first ceramic heater unit and the second ceramic heater unit to form an electrical series; And a brazing layer for welding the first ceramic heater unit, the positive temperature coefficient heater unit, and the positive temperature coefficient heater unit and the second ceramic heater unit.

바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2세라믹 히터부는, 텅스텐층과, 상기 텅스텐층을 둘러싸는 알루미나층으로 구성된다. 그리고 상기 정온도 계수 히터부는, 티탄산바륨을 주성분으로 하여 구성된다. 그리고 상기 브레이징층은, 몰리브덴 합금층부와, 니켈층부로 구성된다. Preferably, the first and second ceramic heaters comprise a tungsten layer and an alumina layer surrounding the tungsten layer. And the said constant temperature coefficient heater part is comprised from barium titanate as a main component. The brazing layer is composed of a molybdenum alloy layer portion and a nickel layer portion.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 히터는, 간격을 두고 배치되는 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20)를 구비한다. First, referring to FIGS. 1 and 2, the heater of the present invention includes a first ceramic heater unit 10 and a second ceramic heater unit 20 disposed at intervals.

제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20) 각각은, 저항체인 중앙의 텅스텐층(12, 22)과, 이것을 둘러싸는 양쪽의 알루미나층(14, 24), 그리고 텅스텐층(12, 22)과 전기적으로 연결되는 외부리드선(15, 25)으로 구성된다. 특히, 외부리드선(15, 25)은 외부의 전원 소스와 각각 연결 접속되도록 구성된다. Each of the first and second ceramic heaters 10 and 20 includes a tungsten layer 12 and 22 in the center of the resistor, alumina layers 14 and 24 on both sides thereof, and tungsten layers 12 and 22. And external lead wires 15 and 25 electrically connected to each other. In particular, the external lead wires 15 and 25 are configured to be connected and connected to an external power source, respectively.

이러한 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)는, 중앙의 텅스텐층(12, 22)에 전원이 인가되면, 상기 텅스텐층(12, 22)은 빠른게 승온되면서 알루미나층(14, 24) 을 가열하고, 가열된 알루미나층(14, 24)은 고온의 열을 방출한다. When the first and second ceramic heaters 10 and 20 are supplied with power to the central tungsten layers 12 and 22, the tungsten layers 12 and 22 are rapidly heated, and the alumina layers 14 and 24 are heated. ) Is heated, and the heated alumina layers 14 and 24 emit hot heat.

여기서, 텅스텐층(12, 22)과 알루미나층(14, 24)으로 구성된 세라믹 히터는, 이미 잘 알려진 기술이므로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. Here, since the ceramic heater composed of the tungsten layers 12 and 22 and the alumina layers 14 and 24 is a well known technique, description thereof will be omitted.

다시, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 히터는 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20)의 사이에 설치되는 정온도계수 히터부(30:이하, "PTC 히터부"라 칭함)를 구비한다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the heater of the present invention includes a positive temperature coefficient heater unit 30, which is provided between the first ceramic heater unit 10 and the second ceramic heater unit 20, hereinafter, “PTC. Heater section ").

PTC 히터부(30)는 인가되는 전류에 의해 발열하는 일종의 저항체로서, 일측면(30a)은 제 1세라믹 히터부(10)의 텅스텐층(12)과 전기적으로 연결되고, 타측면(30b)은 제 2세라믹 히터부(20)의 텅스텐층(22)과 전기적으로 연결된다. 특히, 일측면(30a)과 타측면(30b) 각각이 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20)의 텅스텐층(12, 22)에 각각 전기적으로 연결됨으로써, 제 1세라믹 히터부(10)와 PTC 히터부(30)와 제 2세라믹 히터부(20)가 서로에 대해 직렬로 연결될 수 있게 하며, 따라서 제 1세라믹 히터부(10)로 인가된 전류가 상기 PTC 히터부(30)를 거쳐 제 2세라믹 히터부(20)로 인가될 수 있게 한다. PTC heater unit 30 is a kind of resistor that generates heat by the applied current, one side (30a) is electrically connected to the tungsten layer 12 of the first ceramic heater unit 10, the other side (30b) The tungsten layer 22 of the second ceramic heater unit 20 is electrically connected to the tungsten layer 22. In particular, each of the one side 30a and the other side 30b is electrically connected to the tungsten layers 12 and 22 of the first ceramic heater unit 10 and the second ceramic heater unit 20, respectively, thereby providing a first ceramic. The heater unit 10 and the PTC heater unit 30 and the second ceramic heater unit 20 can be connected in series with each other, so that the current applied to the first ceramic heater unit 10 is the PTC heater unit. Via 30 may be applied to the second ceramic heater unit 20.

참고로, PTC 히터는 티탄산바륨(BaTiO3)을 주성분으로 하여 구성된 일종의 반도체로서, 인가되는 전류에 의해 발열하되, 발열온도가 상승하여 정해진 온도까지 도달하면, 전류의 흐름을 억제하여 발열온도를 일정하게 제어하는 특성을 갖는다. For reference, a PTC heater is a kind of semiconductor composed mainly of barium titanate (BaTiO 3 ), which generates heat by an applied current. Control characteristics.

이러한 PTC 히터부(30)에 의하면, 제 1세라믹 히터부(10)로 인가된 전류를 제 2세라믹 히터부(20)로 전달함으로써, 상기 제 2세라믹 히터부(20)가 인가되는 전류에 의해 고온으로 발열할 수 있게 한다. According to the PTC heater unit 30, the current applied to the first ceramic heater unit 10 is transmitted to the second ceramic heater unit 20, whereby the second ceramic heater unit 20 is applied by the current applied thereto. Allow to generate heat at high temperatures.

또한, PTC 히터부(30)는, 제 1세라믹 히터부(10)에 전기를 인가 받으므로, 인가된 전류에 의해 발열하게 된다. 특히, 발생된 열이 정해진 목표온도까지 상승하여 일정하게 제어된다. 또한, 일정하게 제어된 열을 양측의 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)까지 전달하므로, 상기 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)의 온도까지 일정하게 제어하게 된다. In addition, since the PTC heater unit 30 receives electricity from the first ceramic heater unit 10, the PTC heater unit 30 generates heat by the applied current. In particular, the generated heat rises to a predetermined target temperature and is constantly controlled. In addition, since the uniformly controlled heat is transmitted to the first and second ceramic heaters 10 and 20 on both sides, the temperature of the first and second ceramic heaters 10 and 20 is constantly controlled.

여기서, 제 1세라믹 히터부(10)의 텅스텐층(12)에는 PTC 히터부(30)의 일측면(30a)과 전기적으로 연결되는 연결단자(12a)가 형성되어 있다. 그리고 제 2세라믹 히터부(20)의 텅스텐층(22)에도 PTC 히터부(30)의 타측면(30b)과 전기적으로 연결되는 연결단자(22a)가 형성되어 있음은 물론이다. Here, a connection terminal 12a electrically connected to one side surface 30a of the PTC heater unit 30 is formed in the tungsten layer 12 of the first ceramic heater unit 10. In addition, the tungsten layer 22 of the second ceramic heater unit 20 also includes a connection terminal 22a electrically connected to the other side surface 30b of the PTC heater unit 30.

한편, 이러한 PTC 히터부(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20)에 연결 접합되어 있되, 브레이징층(40)을 개재하여 용착 결합된다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, the PTC heater unit 30 is connected to and bonded to the first ceramic heater unit 10 and the second ceramic heater unit 20, but is welded through the brazing layer 40. Combined.

브레이징층(40)은 양쪽의 니켈층부(42)와 중앙의 몰리브덴 합금층부(44)로 구성되는데, 이때, 양쪽의 니켈층부(42)는 각각 세라믹 히터부(10, 20)와 PTC 히터부(30)에 용이하게 용착되는 구성을 갖는다. 그리고 중앙의 몰리브덴 합금층부(44)는 양쪽의 니켈층(42)을 용이하게 용착시키는 역할을 한다. The brazing layer 40 is composed of both nickel layer portions 42 and the molybdenum alloy layer portion 44 in the center, wherein both nickel layer portions 42 are ceramic heater portions 10 and 20 and PTC heater portions ( 30) is easily welded to. The central molybdenum alloy layer 44 serves to easily weld both nickel layers 42.

결과적으로, 이러한 브레이징층(40)은 서로 다른 소재로 이루어진 PTC 히터부(30)와, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)간의 접합을 용이하게 한다. 한편, 브레이징층(40)의 용착온도는 대략 600℃정도로 구성하는 것이 좋다.As a result, the brazing layer 40 facilitates bonding between the PTC heater unit 30 made of different materials and the first and second ceramic heater units 10 and 20. In addition, the welding temperature of the brazing layer 40 is good to comprise about 600 degreeC.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 히터는 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)의 외측면에 설치되는 열교환부재(50)를 더 구비한다. Again, referring to FIG. 2, the heater of the present invention further includes a heat exchange member 50 installed on outer surfaces of the first and second ceramic heaters 10 and 20.

열교환부재(50)는 방열핀들로 구성되며, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 역할을 한다. 특히, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)를 따라 다수개 부착되므로, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)에서 발생된 열을 효과적으로 방출하는 역할을 한다. The heat exchange member 50 is composed of heat dissipation fins, and serves to discharge heat generated from the first and second ceramic heaters 10 and 20 to the outside. In particular, since a plurality of the first and second ceramic heaters 10 and 20 are attached along the first and second ceramic heaters 10 and 20, the heat generated from the first and second ceramic heaters 10 and 20 is effectively discharged.

한편, 이러한 열교환부재(50)는 브레이징층(60)을 개재하여 용착 결합되며, 브레이징층(60)은 상기와 마찬가지로 니켈층부(62)와 몰리브덴 합금층부(64)로 구성된다. 이러한 브레이징층(60)은 서로 다른 소재로 이루어진 열교환부재(50)와, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)간의 접합을 용이하게 한다. On the other hand, the heat exchange member 50 is welded through the brazing layer 60, the brazing layer 60 is composed of a nickel layer portion 62 and molybdenum alloy layer portion 64 as described above. The brazing layer 60 facilitates bonding between the heat exchange member 50 made of different materials and the first and second ceramic heaters 10 and 20.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 1과 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 제 1세라믹 히터부(10)의 외부리드선(15)에 전류를 인가한다. 그러면, 인가된 전류는 직렬로 연결된 제 1세라믹 히터부(10)와 PTC 히터부(30)와 제 2세라믹 히터부(20)를 차례로 통과하면서 제 2세라믹 히터부(20)의 외부리드선(25)을 통해 외부로 흐르게 된다. Next, an operation example of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, a current is applied to the external lead wire 15 of the first ceramic heater unit 10. Then, the applied current passes through the first ceramic heater unit 10, the PTC heater unit 30, and the second ceramic heater unit 20, which are connected in series, in turn, and the external lead wire 25 of the second ceramic heater unit 20. ) To the outside.

한편, 인가된 전류가 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)를 흐르는 동안, 상기 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)의 각 텅스텐층(12, 22)은 빠른 속도로 승온되면서 알루미나층(14, 24)을 가열한다. 그리고 가열된 상기 알루미나층(14, 24)은 고온의 열을 신속하게 방출하게 된다. On the other hand, while the applied current flows through the first and second ceramic heater parts 10 and 20, the tungsten layers 12 and 22 of the first and second ceramic heater parts 10 and 20 have a high speed. The alumina layers 14 and 24 are heated while raising the temperature. The heated alumina layers 14 and 24 quickly release high temperature heat.

이때, 빠른 속도로 승온되는 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)는, 주변의 온도를 급속하게 가열하는 역할을 하며, 따라서 급속 가열이 요구되는 장치, 예를 들면 급탕기, 파마용 모발 관리기, 납땜기 및 자동차의 실내 예비 난방 장치 등에 본 발명의 히터를 장치하면, 매우 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 자동차의 실내 예비 난방 장치로 사용할 경우, 차내의 온도를 급속하게 상승시킬 수가 있으며, 따라서 신속한 차내 난방을 원하는 운전자의 욕구를 충족시켜줄 수 있게 된다. At this time, the first and second ceramic heaters 10 and 20 heated at a high speed serve to heat the surrounding temperature rapidly, and thus, a device for which rapid heating is required, for example, a hot water heater and a hair for perm. If the heater of the present invention is provided to a manager, a soldering machine, and an indoor preheating device of an automobile, it can be very usefully used. In particular, when used as a preliminary heating device for a vehicle, the temperature in the vehicle can be rapidly increased, thereby satisfying a driver's desire for rapid in-vehicle heating.

그리고, 인가된 전류가 PTC 히터부(30)를 흐르는 동안, 상기 PTC 히터부(30)는 인가된 전류에 의해 발열하게 된다. 특히, 발열된 열을 외부로 방출함과 동시에 양측의 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)까지 전달하여 상기 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)를 가열하게 된다. In addition, while the applied current flows through the PTC heater unit 30, the PTC heater unit 30 generates heat by the applied current. In particular, the first and second ceramic heaters 10 and 20 are heated by dissipating the generated heat to the outside and transferring the first and second ceramic heaters 10 and 20 to both sides.

이때, 발열하는 PTC 히터부(30)는, 발생된 열이 정해진 목표온도까지 상승한 후 일정하게 제어되므로, 양측의 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)의 발열온도까지 일정하게 제어하게 된다. At this time, since the PTC heater unit 30 that generates heat is constantly controlled after the generated heat rises to a predetermined target temperature, the PTC heater unit 30 constantly controls the heat generation temperatures of the first and second ceramic heater units 10 and 20 on both sides. do.

이러한 PTC 히터부(30)는, 차체의 발열온도 뿐만이 아니라, 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10, 20)의 발열온도도 일정하게 제어하므로, 히터 전체의 발열온도를 제어하는 역할을 한다. 특히, 히터 전체의 발열온도를 제어하는 역할을 하므로, 발열온도의 제어가 요구되는 장치, 예를 들면, 전기밥솥, 커피포트, 자동차의 실내 예비 난방 장치 등에 본 발명의 히터를 장치하면, 매우 유용하게 사용될 수 있다. The PTC heater unit 30 controls not only the heat generation temperature of the vehicle body but also the heat generation temperatures of the first and second ceramic heater units 10 and 20, thereby controlling the heat generation temperature of the entire heater. In particular, since it plays a role of controlling the heating temperature of the entire heater, it is very useful to install the heater of the present invention, such as an electric rice cooker, a coffee pot, a preliminary heating device of a car, etc. that requires the control of the heating temperature. Can be used.

다음으로, 본 발명자는 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터의 성능을 테스트하기 위해, 도 3에서와 같이 저항-온도 특성(R-T 특성)을 시험해 보았다. Next, the present inventors tested the resistance-temperature characteristics (R-T characteristics) as in FIG. 3 to test the performance of the hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention.

(시험조건)(Exam conditions)

1,5V DC 이하에서 히터의 주변 온도의 변화에 따른 전기저항을 측정해보았다. The electrical resistance of the heater at ambient temperature below 1,5V DC was measured.

시험결과, 히터의 주변 온도가 실온(기준온도) 25℃에서 목표온도 175 ~ 180℃까지 도달하였을 경우, 저항값이 실온 저항값의 2배로 급속하게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 큐리온도에 도달하여 전류의 흐름이 급격하게 저하됨으로써, 히터의 주변 온도가 목표온도(175 ~ 180℃)에서 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. As a result of the test, when the ambient temperature of the heater reaches room temperature (reference temperature) from 25 ℃ to the target temperature of 175 ~ 180 ℃, the resistance value increases rapidly to twice the room temperature resistance value, thus reaching the Curie temperature. As a result of the rapid decrease in the flow of current, the ambient temperature of the heater was found to be kept constant at the target temperature (175 to 180 ° C).

결과적으로, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터는, 목표온도까지 신속하게 승온됨은 물론, 발열온도가 목표온도에서 일정하게 제어되는 특징을 갖게 되는 것으로 나타났다. As a result, the hybrid ceramic positive temperature coefficient heater according to the present invention, as well as quickly heated up to the target temperature, it was shown that the heating temperature is constantly controlled at the target temperature.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope of the claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터에 의하면, 세라믹 히터와 정온도계수 히터의 장점을 동시에 갖춤으로써, 목표 온도까지의 승온 속도가 매우 빠르고, 목표온도에서의 발열온도를 일정하게 제어할 수 있다. 특히, 승온 속도가 매우 빠르고 발열온도를 일정하게 제어할 수 있음으로 써, 급속가열이 요구됨과 동시에 온도 제어가 요구되는 장치에 매우 유용하게 사용할 수 있다. As described above, according to the hybrid ceramic constant temperature coefficient heater according to the present invention, by having the advantages of the ceramic heater and the constant temperature coefficient heater at the same time, the temperature increase rate to the target temperature is very fast, and the heat generation temperature at the target temperature is constant. Can be controlled. In particular, since the temperature increase rate is very fast and the exothermic temperature can be controlled constantly, it can be very useful for a device requiring rapid heating and temperature control at the same time.

Claims (5)

간격을 두고 배치되며, 외부리드선(15)(25)을 통해 전원에 각각 연결되는 제 1 및 제 2세라믹 히터부(10)(20)와; 상기 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20)의 사이에 설치되며, 상기 제 1세라믹 히터부(10)와 제 2세라믹 히터부(20) 각각에 전기적으로 연결되어 전기적인 직렬 상태를 이루는 정온도 계수 히터부(30)와; 상기 제 1세라믹 히터부(10)와 상기 정온도 계수 히터부(30) 및, 상기 정온도 계수 히터부(30)와 상기 제 2세라믹 히터부(20)를 용착시키는 브레이징층을 포함하는 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터에 있어서,First and second ceramic heaters 10 and 20 disposed at intervals and connected to a power source through external lead wires 15 and 25, respectively; It is installed between the first ceramic heater unit 10 and the second ceramic heater unit 20, and is electrically connected to each of the first ceramic heater unit 10 and the second ceramic heater unit 20, A constant temperature coefficient heater unit 30 in series; A hybrid ceramic including a brazing layer for welding the first ceramic heater unit 10, the positive temperature coefficient heater unit 30, and the positive temperature coefficient heater unit 30 and the second ceramic heater unit 20. In constant temperature coefficient heater, 상기 제 1세라믹 히터부(10)는, 텅스텐층(12)과, 상기 텅스텐층(12)을 양쪽에서 둘러싸는 알루미나층(14)으로 구성되고,The first ceramic heater unit 10 is composed of a tungsten layer 12 and an alumina layer 14 surrounding the tungsten layer 12 on both sides, 상기 제 2세라믹 히터부(20)는, 텅스텐층(22)과, 상기 텅스텐층(22)을 양쪽에서 둘러싸는 알루미나층(24)으로 구성되며,The second ceramic heater unit 20 is composed of a tungsten layer 22 and an alumina layer 24 surrounding the tungsten layer 22 on both sides, 상기 정온도 계수 히터부(30)는, 티탄산바륨을 주성분으로 하여 구성되고,The constant temperature coefficient heater unit 30 is composed of barium titanate as a main component, 상기 브레이징층 중 안쪽 2개의 브레이징층(40)은, 몰리브덴 합금층부(44)와 상기 몰리브덴 합금층부(44)를 양쪽에서 둘러싸는 니켈층부(42)로 구성되며,The inner two brazing layers 40 of the brazing layer are composed of a molybdenum alloy layer portion 44 and a nickel layer portion 42 surrounding the molybdenum alloy layer portion 44 on both sides, 상기 브레이징층 중 바깥쪽 2개의 브레이징층(60)은, 몰리브덴 합금층부(64)와 상기 몰리브덴 합금층부(64)의 안쪽에 배치되는 니켈층부(62)로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터와 정온도계수 히터가 조합된 하이브리드 세라믹 정온도계수 히터.The two outer brazing layers 60 of the brazing layer are composed of a molybdenum alloy layer portion 64 and a nickel layer portion 62 disposed inside the molybdenum alloy layer portion 64. Hybrid ceramic constant temperature heater with combined temperature heater. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR20040013066A (en) * 2004-01-19 2004-02-11 박재성 Portable instant heating device

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