KR101137302B1 - a heater with rapid rise in temperature - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 급속온도상승용 면상 발열체에 관한 것이다.The present invention relates to a planar heating element for rapid temperature rise.

이는 특히, 입력단자와 출력단자가 구비되면서 In particular, the input terminal and the output terminal

입력단자와 출력단자 사이에 배치되는 전극막이 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치되고,The electrode film disposed between the input terminal and the output terminal is arranged in a zigzag to have a maximum surface area,

상기 전극막은 병렬설치되는 구성으로 이루어 진다.The electrode film is configured in parallel.

이에 따라서, 급속한 온도상승이 가능할 수 있도록 하는 것이다.Accordingly, the rapid temperature rise is possible.

전극막, 온도센서, 단자, 면상발열체 Electrode Film, Temperature Sensor, Terminal, Planar Heating Element

Description

급속온도상승용 면상 발열체{a heater with rapid rise in temperature}Planar heating element for rapid temperature rise {a heater with rapid rise in temperature}

본 발명은 전원이 공급되는 입력단자와 출력단자가 구비되면서 상기 입력단자와 출력단자 사이에 배치되는 전극막이 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치될 때 병렬설치되는 구성으로 급속한 온도상승과 양방향 히팅이 가능하도록 하는 급속온도상승용 면상 발열체에 관한 것이다.The present invention is provided with a power supply input terminal and an output terminal while the electrode film disposed between the input terminal and the output terminal is arranged in parallel when arranged in a zigzag so as to have a maximum surface area to enable rapid temperature rise and bidirectional heating It relates to a surface heating element for rapid temperature rise.

면상발열체는 열선과는 달리 면 전체에서 열이 발생하는 발열체이다. 기존의 발열체 또는 면상발열체를 제조하는 방법은 절연성 플라스틱 필름인 폴리에스테르나 연질 염화비닐(P.V.C) 필름 표면 위에 동(Cu)이나 알루미늄(Al) 등을 접착하거나 무전해 도금방법으로 금속 저항성 물질을 증착하여 두께를 올린 다음 전기저항 발열면을 직렬로 통전하여 직접 발열하게 하는 방식이 있었다.Planar heating element is a heating element that generates heat throughout the surface, unlike the heating wire. Conventional heating or planar heating elements are manufactured by bonding copper (Cu) or aluminum (Al) on the surface of polyester or soft vinyl chloride (PVC) film, which is an insulating plastic film, or depositing a metal resistant material by electroless plating. After raising the thickness, there was a method of directly heating the electric resistance heating surface in series.

또한, 섬유 직조 시에 니크롬 등 전기 저항값이 높은 금속세선을 가로와 세로로, 직조한 다음 연질 플라스틱을 절연층으로 엷게 코팅하여 발열체를 구성하는 방식이 있고, 또는 도전성 카본을 폴리에틸렌 원료 속에 혼합한 후 폴리에틸렌 시트 형태로 카렌다식 압출 성형을 하면서 동시에 플라스틱 양끝의 안쪽 면에 동(Cu) 테이프나 직조된 편조선(WIRE)을 넣어서 이중압출(Co-Extrusion)을 하여 제조하는 방법 등이 있다.In addition, when weaving fibers, metal wires having high electrical resistance such as nichrome can be woven vertically and horizontally, and then a soft plastic is coated with an insulating layer to form a heating element, or conductive carbon is mixed in a polyethylene raw material. After the extrusion of calendered polyethylene in the form of a sheet, and at the same time by inserting a copper (Cu) tape or woven braid (WIRE) on the inner surface of both ends of the plastics, there is a method for producing by co-extrusion.

이러한 종래의 압출 성형, 진공증착, 직조방식의 면상발열체들이 가지는 가장 큰 결점 중의 하나는 전극부와 발열부의 저항면적이 일정하게 유지되어야 하므로 한 면적에서 전극부의 길이가 길어지면 전극부 자체 저항값이 높아지므로 발열부의 저항 온도가 불규칙하게 떨어지게 된다.One of the biggest drawbacks of the conventional extruded, vacuum evaporated, and woven planar heating elements is that the resistance area of the electrode part and the heat generating part must be kept constant. As a result, the resistance temperature of the heat generating unit drops irregularly.

또한, 면상발열체는 어느 방식이나 전극부와 발열부로 이루어져 있고 그 발열부에서 발생하는 감전 및 누전을 방지하기 위하여 양면을 절연성 재질로서 피복되어야 한다. In addition, the planar heating element is composed of the electrode portion and the heat generating portion in any way, and should be coated with an insulating material on both sides in order to prevent electric shock and short circuit occurring in the heat generating portion.

이와같은 기술과 관련되어 본 발명의 출원인이 등록특허 제878568호에 면상 발열체의 기술을 제시한 바 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 직조섬유가 한쪽 또는 양쪽 면 위에 발열 온도조건을 결정하는 도체에 실리콘 또는 테플론인 부도체를 혼합 조성한 도전성 잉크에 의해 인쇄된 패턴을 형성하고, 상기 직조섬유의 양쪽 면 중 패턴이 인쇄되지 않은 면에 인쇄된 실리콘 또는 테플론 층과, 패턴이 인쇄된 면 위에 인쇄된 실리콘 또는 테플론 층 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 직조섬유와 상기 패턴 사이에 위치하는 실리콘 또는 테플론 층을 더 포함하는 구성으로 이루어 진다.In connection with such a technology, the applicant of the present invention has proposed the technology of a planar heating element in Patent No. 878568. The configuration is a conductor in which the woven fiber determines the heating temperature condition on one or both sides as shown in FIG. A pattern printed by a conductive ink mixed with a silicon or teflon insulator formed thereon, and a silicon or teflon layer printed on the side of the woven fiber on which the pattern is not printed, and printed on the side on which the pattern is printed. It further comprises at least one of a silicon or Teflon layer, it is made of a configuration further comprising a silicon or Teflon layer located between the woven fiber and the pattern.

그러나, 상기와 같은 면상 발열체는, 금속도선이 열전달을 위하여 일정한 폭으로 형성되어 열전달 면적이 증가됨으로써 신속한 열전달이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.However, the planar heating element as described above has a disadvantage in that the metal conductor is formed to have a predetermined width for heat transfer, and thus the heat transfer area is increased, thereby making rapid heat transfer difficult.

또한, 상기 금속도선이 직조섬유의 일측면에만 구비되어 양면으로의 열전달 은 힘들게 되어 다양한 분야에 발열체의 적용하기 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.In addition, the metal wire is provided only on one side of the woven fiber has a disadvantage that the heat transfer to both sides becomes difficult to apply the heating element to various fields.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 급속한 온도상승이 가능할 수 있도록 하고, 양방향에서 히팅이 가능하도록 하며, 다양한 전극 형성이 가능토록 하여 적용성을 높일 수 있도록 하고, 전극의 과열을 방지할 수 있도록 하면서 전극 형성이 용이하게 이루어 질 수 있도록 하며, 일정뚜께를 갖는 발열체의 형성이 가능할 수 있도록 하는 급속온도상승용 면상 발열체를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for improving the conventional problems as described above, to enable a rapid temperature rise, to enable heating in both directions, to enable the formation of a variety of electrodes to increase the applicability, In order to prevent overheating, the electrode can be easily formed, and to provide a surface heating element for rapid temperature rise that enables the formation of a heating element having a certain thickness.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 입력단자와 출력단자가 구비되면서 In order to achieve the above object, the present invention provides an input terminal and an output terminal.

입력단자와 출력단자 사이에 배치되는 전극막이 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치되고,The electrode film disposed between the input terminal and the output terminal is arranged in a zigzag to have a maximum surface area,

상기 전극막은 병렬설치되는 구성으로 이루어 진 급속온도상승용 면상 발열체를 제공한다.The electrode film provides a surface heating element for rapid temperature rise consisting of a parallel configuration.

그리고, 본 발명의 전극막은, 최소의 두께를 갖으면서 수평방향에 2열 이상으로 배치되는 구성으로 이루어 지는 급속온도상승용 면상 발열체를 제공한다.In addition, the electrode film of the present invention provides a planar heating element for rapid temperature increase, which has a minimum thickness and is arranged in two or more rows in the horizontal direction.

또한, 본 발명의 전극막은, 수직방향에 2열 이상이 적층설치되는 구성으로 이루어 진 급속온도상승용 면상 발열체를 제공한다.In addition, the electrode film of the present invention provides a planar heating element for rapid temperature increase, which is constituted by stacking two or more rows in a vertical direction.

한편, 본 발명의 전극막은, 수직방향에 2열 이상 적층되면서 동일 수직방향에서 폭방향의 단부가 오버랩토록 적층되는 구성으로 이루어 진 급속온도상승용 면 상 발열체를 제공한다.On the other hand, the electrode film of the present invention is provided with a surface heating element for rapid temperature rise consisting of a configuration in which two or more rows are stacked in the vertical direction and overlapped in the width direction in the same vertical direction.

계속하여, 본 발명의 전극막은, 수평방향에 2열 이상이 배치되면서 수직방향으로 2열 이상 적층되는 구성으로 이루어 진 급속온도상승용 면상 발열체를 제공한다. Subsequently, the electrode film of the present invention provides a planar heating element for rapid temperature increase, which is configured to be stacked in two or more rows in the vertical direction while two or more rows are arranged in the horizontal direction.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 급속한 온도상승이 가능하고, 양방향에서 히팅이 가능하며, 다양한 전극 형성이 가능토록 하여 적용성을 높이고, 전극의 과열을 방지하면서 전극 형성이 용이하게 이루어지며, 일정 두께를 갖는 발열체의 형성이 가능한 효과가 있는 것이다.As described above, according to the present invention, rapid temperature rise is possible, heating is possible in both directions, and various electrode formations are possible, thereby improving applicability and easily forming electrodes while preventing overheating of electrodes, and having a predetermined thickness. It is possible to form a heating element having a possible effect.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 발열체를 도시한 평면도이고, 도3는 본 발명에 따른 발열체를 도시한 단면도이며, 도4a,b는 각각 본 발명에 따른 발열체의 전극막 적층상태를 도시한 단면도이다.Figure 2 is a plan view showing a heating element according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a heating element according to the present invention, Figures 4a, b is a cross-sectional view showing an electrode film laminated state of the heating element according to the present invention, respectively.

본 발명은, 입력단자(110)와 출력단자(130)가 일체로 구비되면서 입력단자와 출력단자 사이에 배치되는 전극막(200)이 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치된다.In the present invention, the input terminal 110 and the output terminal 130 are integrally provided, and the electrode film 200 disposed between the input terminal and the output terminal is disposed in a zigzag manner to have the maximum surface area.

이때, 상기 전극막(200)은 일정면적을 갖는 발열체(H)의 동일 평면상에서 적어도 2개 이상이 일정간격으로 이격되어 설치된다.In this case, at least two electrode layers 200 are spaced apart at regular intervals on the same plane of the heating element H having a predetermined area.

그리고, 상기 전극막(200)은, 입력단자(110)와 출력단자(130)에 연결되는 입력전극막(201)과 출력전극막(203)이 쌍을 이루도록 병렬설치되면서 인접되는 입력전극막과 출력전극막은 서로 다른 방향의 전류흐름을 갖도록 설치된다.The electrode film 200 includes an input electrode film adjacent to the input electrode film 201 and the output electrode film 203 connected to the input terminal 110 and the output terminal 130 in parallel to form a pair. The output electrode film is provided to have current flow in different directions.

한편, 상기 전극막(200)은, 최소의 두께를 갖으면서 수평방향에 2열이상으로 배치된다.On the other hand, the electrode film 200 is arranged in two or more rows in the horizontal direction with a minimum thickness.

또한, 상기 전극막(200)은, 수직방향에 2열 이상이 적층되어 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치된다.In addition, the electrode film 200 is arranged in a zigzag manner so that two or more rows are stacked in a vertical direction to have a maximum surface area.

다른 한편, 상기 전극막(200)은, 수직방향에 2열 이상 적층되면서 동일 수직방향에서 폭방향의 단부가 오버랩토록 적층된다.On the other hand, the electrode film 200 is laminated so that two or more rows are stacked in the vertical direction so that the ends of the width direction are overlapped in the same vertical direction.

그리고, 상기 입력단자(110)와 출력단자(130) 일측으로는 온도센서(300)가 더 구비되고, 상기 전극막(200)은 이격되는 사이 즉 수평 및 수직방향에 절연층(270)이 각각 형성된다.Further, a temperature sensor 300 is further provided at one side of the input terminal 110 and the output terminal 130, and the insulating layer 270 is disposed in the horizontal and vertical directions, respectively, while the electrode film 200 is spaced apart from each other. Is formed.

이때, 상기 절연층(270)에는 이형층(273) 또는 피복(275)이 일체로 형성되는 구성으로 이루어 진다.In this case, the release layer 273 or the cover 275 is formed integrally with the insulating layer 270.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.The operation of the present invention constructed as described above will be described.

도2 내지 도4에서 도시한 바와같이, 온도센서(300)가 구비되는 입력단자(110)와 출력단자(130)를 통하여 전원이 공급되면 상기 입력단자(110) 및 출련단자(130)에 연결되는 전극막(200)이 발열되면서 외부에 열을 전달하게 된다.As shown in Figures 2 to 4, when the power is supplied through the input terminal 110 and the output terminal 130, which is provided with a temperature sensor 300 is connected to the input terminal 110 and the training terminal 130. As the electrode film 200 is heated, heat is transferred to the outside.

이때, 상기 전극막(200)은, 알루미늄박의 도전성 재질로 이루어지면서 동일수평면상에서 복수의 전극이 구분되어 분리설치되는 구성으로 신속한 발열이 가능 토록 된다.In this case, the electrode film 200 is made of a conductive material of aluminum foil, so that a plurality of electrodes can be separated and installed on the same horizontal plane so that rapid heat generation is possible.

또한, 상기 전극막(200)은, 입력단자와 출력단자 사이에 연결되어 배치될 때 발열체(H)의 동일평면상에서 지그재그로 배치되어 최대의 발열 표면적을 갖도록 된다.In addition, when the electrode film 200 is connected and disposed between the input terminal and the output terminal, the electrode film 200 is arranged in a zigzag on the same plane of the heating element H to have a maximum heat generating surface area.

이때, 상기 전극막(200)은 일정면적을 갖는 종래의 금속도선의 폭방향 두께를 일정폭으로 구분한 후 일정간격 이격되도록 하여 종래의 금속도선이 발열되는데 소용되는 시간을 미세화되는 선폭으로 구분하여 신속한 발열이 가능토록 된다.At this time, the electrode film 200 is divided into a width width of the conventional metal wire having a predetermined area in a predetermined width and then spaced apart by a predetermined interval by dividing the time required for the heat generation of the conventional metal wire into a finer line width Rapid heat generation is possible.

더하여, 상기 전극막(200)은, 발열체(H)의 동일 평면상에서 적어도 2개 이상이 일정간격으로 이격되어 설치될 때 입력단자(110)와 출력단자(130)에 각각 연결되는 입력전극막(201)과 출력전극막(203)이 쌍을 이루도록 병렬설치되어 서로간의 전기적인 간섭을 최소화 하면서 최대 집적도를 갖도록 배치된다.In addition, the electrode film 200 may include an input electrode film connected to the input terminal 110 and the output terminal 130 when at least two or more are spaced apart at regular intervals on the same plane of the heating element H. 201 and the output electrode film 203 are arranged in pairs in parallel so as to have the maximum degree of integration while minimizing electrical interference with each other.

한편, 상기 전극막(200)은, 최소의 두께를 갖으면서 수평방향에 2열이상으로 배치되거나 수직방향에 2열 이상이 적층될 때 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치됨으로써 신속한 열전달은 물론 수직방향에 일정한 두께를 갖거나 양면 발열을 위한 발열체에도 사용할 수 있게 된다.On the other hand, the electrode film 200 has a minimum thickness and is arranged in two or more rows in the horizontal direction or zigzag to have the maximum surface area when two or more rows are stacked in the vertical direction, thereby providing rapid heat transfer as well as the vertical direction. It can be used for a heating element having a constant thickness or for heating on both sides.

다른 한편, 상기 전극막(200)은, 수직방향에 2열 이상 적층되면서 동일 수직방향에서 폭방향의 단부가 오버랩토록 적층되면 폭 방향의 면적을 최소화 하는 상태로 열전달이 가능토록 된다.On the other hand, when the electrode film 200 is stacked in two or more rows in the vertical direction and overlapped in the width direction in the vertical direction, heat transfer is possible in a state of minimizing the area in the width direction.

그리고, 상기 입력단자(110)와 출력단자(130) 일측으로는 온도센서(300)가 더 구비되고, 상기 전극막(200)은 이격되는 사이 즉 수평 및 수직방향에 절연 층(270)이 각각 형성되어 안전사고를 방지한다.Further, a temperature sensor 300 is further provided at one side of the input terminal 110 and the output terminal 130, and the insulating layer 270 is disposed in the horizontal and vertical directions, respectively, while the electrode film 200 is spaced apart from each other. To prevent safety accidents.

이때, 상기 절연층(270)에는 이형층(273) 또는 피복(275)이 일체로 형성되는 구성으로 발열체(H)의 외부의 물체에 부착하여 사용할 수 있게 되는 것이다.In this case, the release layer 273 or the cover 275 is integrally formed on the insulating layer 270 so that the insulating layer 270 may be attached to an object external to the heating element H.

도1은 종래의 면상 발열체를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional planar heating element.

도2는 본 발명에 따른 발열체를 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing a heating element according to the present invention.

도3는 본 발명에 따른 발열체를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a heating element according to the present invention.

도4a,b는 각각 본 발명에 따른 발열체의 전극막 적층상태를 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views showing the stacked state of the electrode film of the heating element according to the present invention, respectively.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

110...입력단자 130...출력단자110 ... Input terminal 130 ... Output terminal

200...전극막 201...입력전극막200 electrode layer 201 input electrode layer

270...절연층 275...피복270 insulation layer 275 coating

300...온도센서300 ... temperature sensor

Claims (4)

입력단자(110)와 출력단자(130)가 구비되면서 입력단자와 출력단자 사이에 배치되는 전극막(200)이 절연층(270)을 개재하여 최대의 표면적을 갖도록 지그재그로 배치되고, 상기 입력단자(110)와 출력단자(130) 일측으로는 온도센서(300)가 더 구비되고, 상기 절연층(270)에는 이형층(273) 또는 피복(275)이 일체로 형성되며, 입력전극막(201)과 출력전극막(203)은 서로 다른 방향의 전류흐름을 갖도록 설치되는 급속온도상승용 면상 발열체에 있어서, While the input terminal 110 and the output terminal 130 are provided, the electrode film 200 disposed between the input terminal and the output terminal is zigzag arranged to have the maximum surface area through the insulating layer 270, and the input terminal The temperature sensor 300 is further provided on one side of the 110 and the output terminal 130, and a release layer 273 or a coating 275 is integrally formed on the insulating layer 270, and an input electrode film 201 is provided. ) And the output electrode film 203 in the surface heating element for rapid temperature rise which is installed to have a current flow in different directions, 상기 전극막(200)은 The electrode film 200 a). 발열체(H)의 동일 평면에서 최소 선폭의 각 2열인 입력전극막(201)과 출력전극막(203)으로 이루어지고, 상기 입력전극막(201)과 출력전극막(203)은 입력단자(110)와 출력단자(130)에 연결될 때 각 2열이 동일수평방향에서 쌍을 이루면서 병렬 설치되며, a). It consists of an input electrode film 201 and an output electrode film 203 which are each two rows of the minimum line width in the same plane of the heating element H, and the input electrode film 201 and the output electrode film 203 are input terminals 110. ) And two columns are installed in parallel in pairs in the same horizontal direction when connected to the output terminal 130, b). 발열체의 양면에 전극막이 각각 배치될 때 양면의 입력전극막(201)과 출력전극막(203)이 평면상에서 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 급속온도상승용 면상 발열체b). When the electrode films are disposed on both surfaces of the heating element, the input electrode film 201 and the output electrode film 203 on both sides are arranged to be offset from each other on a plane. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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