KR101283473B1 - 전열용 탄소저항체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기담요, 전기장판, 전기찜질기 등의 전열 침구류, 각종 온열기기, 건축용 난방기기, 농수산물 건조기 등에 사용되는 발열선에 관한 것으로서, 특히 전기적 특성에 의해 발열되는 한 쌍의 탄소사를 일정간격을 두고 병렬로 배치하고, 이를 절연재로 씌워서 하나의 전선 형태로 형성함으로써 유연성과 전기적인 안전성을 동시에 확보하고, 아울러 전류가 서로 반대방향으로 흐르도록 하여 자기장을 상쇄시켜 전자파의 발생을 방지할 수 있는 전열용 탄소저항체를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 여러 가닥으로 형성되어 전기적 특성에 의해 발열하며, 일정간격을 두고 병렬로 배치된 제1 및 제2탄소사와, 상기 제1 및 제2탄소사의 외측 둘레를 일체로 감싸 형성하되, 각각의 탄소사에서 발생되는 열을 외부로 발산시키는 미세한 통기공이 둘레를 따라 다수 형성된 피복을 포함하는 전열용 탄소저항체가 개시된다.
이를 위해 본 발명에서는 여러 가닥으로 형성되어 전기적 특성에 의해 발열하며, 일정간격을 두고 병렬로 배치된 제1 및 제2탄소사와, 상기 제1 및 제2탄소사의 외측 둘레를 일체로 감싸 형성하되, 각각의 탄소사에서 발생되는 열을 외부로 발산시키는 미세한 통기공이 둘레를 따라 다수 형성된 피복을 포함하는 전열용 탄소저항체가 개시된다.
Description
본 발명은 전기담요, 전기장판, 전기찜질기 등의 전열침구류나 각종 온열기기, 건축용 난방기기, 농수산물 건조기 등에 사용되는 발열선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기적 특성에 의해 발열되는 한 쌍의 탄소사를 일정간격을 두고 병렬로 배치하고, 이를 절연재로 씌워서 하나의 전선 형태로 형성함으로써 유연성과 전기적인 안전성을 동시에 확보하고, 아울러 전류가 서로 반대방향으로 흐르도록 하여 자기장을 상쇄시켜 전자파의 발생을 방지할 수 있는 전열용 탄소저항체에 관한 것이다.
일반적으로 전기저항이 있는 도선에 전류가 흐를 때 생기는 열을 이용하는 발열체는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용되고 있으며, 발열체의 예로는 도전성 물질인 니크롬, 동 니켈 합금 및 알루미늄 등의 금속 소재를 이용하는 것이 있으나 금속 소재의 도전성 물질은 과부하 등으로 인한 과열 시 물성이 변화되는 특성 때문에 최근에는 전기효율이 매우 높고 인체에 유해한 전자파의 발생이 비교적 적은 전기전도성 탄소사를 대부분 이용하고 있는 추세이다.
이러한 탄소사는 침구류, 의류, 난방기기 등의 다양한 발열제품이나 유해 전자파 차폐, 전파 흡수재 등에 사용되는 섬유 형태의 발열체로써, 이를 발열선으로 적용한 기술로는 예컨대, 대한민국 등록실용신안 20-0233539호에 전자파 제거 발열선이 개시되어 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄소사를 이용한 종래의 발열선은 여러 가닥으로 이루어진 카본사(14)의 외부를 유리섬유실(16)로 휘감아 고정하고, 이 유리섬유실(16)의 외부를 실리콘(18)으로 피복하고, 이 실리콘(18)의 외부를 유리섬유망(20)으로 피복하고, 이 유리섬유망(20)의 외부에 다수의 동선(22)을 동시에 권취하고, 이 유리섬유망(20)과 동선(22)의 외부를 실리콘(24)으로 피복하여 구성되어 진다.
이와 같은 종래의 발열선은 카본사(14)를 발열선으로 채용하고 있고, 절연 상태의 동선(22)을 나선 형태로 감고, 그 위에 다시 PVC나 실리콘 등으로 절연시킨 구조이기 때문에 금속성 도전물질과 비교하면 전자파 차단을 기대할 수는 있으나, 이는 근원적인 해결책이 되지 못해 그 효과는 전체적으로 미미할 뿐만 아니라 제조공정이 복잡함으로 인해 발열선의 제조원가를 상승 및 생산성을 저하시키는 원인이 되었다.
또한, 유리섬유실(20)과 동선(22)의 소재 및 형태적 특성상 발열선 자체의 유연성이 극히 떨어질 수밖에 없는 구조적 한계가 있어, 이를 적용한 침구류나 의류용 발열시트의 경우 일반적인 직물처럼 자연스럽게 접거나 구부릴 수 없기 때문에 사용 시 착용감 및 안락감이 저하되고, 취급 및 보관이 무척 어려워 활용에 제약이 따르고, 결과적으로 전기이불이나 방석, 매트 등과 같은 생활용품 및 부드럽고 편안한 활동성이 요구되는 의류 등의 최종 제품에 적용할 경우 상품가치의 하락을 초래하였다.
아울러 종래의 발열선은 신축성이 떨어져 접힘과 펴짐이 반복되는 사용과정에서 카본사(14)가 외부로부터 전달되는 구부림이나 당김력 및 마찰이나 충격 등에 의해 쉽게 끊어져 단선되는 데다 실리콘 등의 피복이 열을 제대로 발산하지 못하여 카본사(14)가 쉽게 소손되는 등 안전성과 내구성이 극히 떨어짐으로 인해 사용수명이 짧은 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항 및 문제점의 해결에 역점을 두어 자연스럽고 유연하게 접히거나 휘어지면서 전기적인 안전성과 내구성을 확보할 수 있으며, 이와 동시에 전자파의 발생을 방지하는 이른바 자계 감쇠(무자계)형 탄소 발열선을 개발하고자 다년간 심혈을 기울여 연구하던 중 본 발명을 창안하여 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 전기적인 안전성과 내구성이 우수한 전열용 탄소저항체를 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명은 다른 목적은 전자파의 발생을 방지할 수 있도록 하는 전열용 탄소저항체를 제공하는 데 있는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 여러 가닥으로 형성되어 전기적 특성에 의해 발열하며, 일정간격을 두고 병렬로 배치된 제1 및 제2탄소사와, 상기 제1 및 제2탄소사의 외측 둘레를 일체로 감싸 형성하되, 둘레를 따라 각각의 탄소사에서 발생되는 열을 외부로 발산시키는 미세한 통기공이 형성된 피복을 포함하는 전열용 탄소저항체를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 및 제2탄소사는, 그 각각의 외측 둘레에 절연사가 감싸진 전열용 탄소저항체를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 제1탄소사와 제2탄소사 사이의 간격은 0.5cm~1cm 범위로 형성된 전열용 탄소저항체를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 및 제2탄소사와 상기 피복 사이에는 간극이 형성된 전열용 탄소저항체를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 제1탄소사와 제2탄소사 사이에는 상기 피복에 의해 연결부가 일체로 형성되고, 상기 연결부에는 일정간격을 두고 고착구멍이 다수 형성된 전열용 탄소저항체를 제공한다.
상기와 같은 과제 해결 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은 한 쌍의 탄소사가 일정간격을 두고 병렬로 배치되고, 이를 실리콘 등의 절연성 피복으로 씌워서 일체로 형성되어 있기 때문에 탄소사의 발열특성은 물론 자연스럽게 접거나 구부리는 등 사용에 따른 유연성을 확보하여 취급이 용이할 뿐만 아니라, 사용 시 각각에 전류가 서로 반대방향으로 흐름으로 인해 양쪽 탄소사에서 발생하는 두 개의 자기장을 간섭현상으로 상쇄시켜 전자파의 발생을 최소화 또는 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 두 개의 탄소사가 피복에 의해 하나의 발열선 형태로 형성되므로 사용 시 안정적으로 배선된 상태를 유지할 수 있어 외력에 의해 파손되거나 유동되면서 서로 합선 또는 누전되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 피복의 미세한 통기공을 통해 탄소사의 열이 원활하게 발산되므로 사용 과정에서 탄소사가 열로 인해 쉽게 소손되는 것을 방지하고, 더불어 탄소사가 피복과 간극에 의해 서로 유동 가능하게 분리 형성되어 있어 구부림 등의 외력을 받을 시 자연스럽게 대응함으로 인해 단선 등의 손상을 방지하여 전기적인 안전성과 내구성을 동시에 충족 및 향상시키고, 결과적으로 적용대상물의 사용수명을 연장함은 물론 상품성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 전열용 발열선을 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 정단면도 및 측단면도,
도 7 및 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도 및 그 사용상태를 나타낸 요부 측단면도
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체의 사용상태를 나타낸 요부 측단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 정단면도 및 측단면도,
도 7 및 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도 및 그 사용상태를 나타낸 요부 측단면도
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도,
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체의 사용상태를 나타낸 요부 측단면도,
이하, 본 발명에 따른 각 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 정측단면도로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100)는 제1 및 제2탄소사(110,120), 피복(130)으로 대별되어 구성된다.
먼저, 제1 및 제2탄소사(110,120)는 탄소저항체(100)의 내부 중심에 위치되어 심사를 이루며 전류를 인가 시 전기적 특성 및 저항에 의해 발열하는 것으로, 서로 일정간격을 두고 병렬로 배치된 상태에서 피복(130)의 연결부(135)에 의해 일체로 연결 형성되어 하나의 전선 형태를 이루고 있다.
이때, 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이의 간격(L)은 0.5cm 내지 1cm 범위로 형성하여 사용 시 그 각각에 흐르는 전류가 서로 반대방향으로 흐르도록 함으로써 각각에서 발생하는 두 개의 자기장을 간섭현상으로 상쇄시켜 전자파의 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이의 간격(L)이 0.5cm 미만일 경우에는 그 각각에서 발생하는 열로 인해 상대 탄소사의 소손을 초래할 수도 있으며, 1cm 이상일 경우에는 자기장의 상쇄간섭 현상이 미약하여 전자파를 효과적으로 차단할 수 없게 된다.
이러한 제1 및 제2탄소사(110,120)는 원형 단면의 저항발열체인 탄소실로 직경이 0.05 내지 0.5mm 범위 내인 것을 사용할 수 있으며, 적어도 30가닥 이상을 다발 형태로 묶어서 하나의 탄소사로 형성할 수 있다.
또한, 제1 및 제2탄소사(110,120)는 고유저항이 일정하고 신축성이 있으며, 외부로부터 전원이 인가되면 고온의 열을 발생시키면서도 이를 견딜 수 있는 내열성 및 내구성이 우수하여 산화현상이 일어나지 않는 것으로 구비할 수 있다. 예를 들면, 탄소섬유나 폴리에스타 실 또는 면사에 도전성 카본블랙(Carbon Black)을 특수한 공법으로 점착시킨 미세한 굵기의 탄소섬유 다발을 하나의 군으로 하여 형성할 수 있다.
피복(130)은 일정간격을 두고 나란히 배열된 제1 및 제2탄소사(110,120)의 외측 둘레를 일정두께로 감싸도록 피복되어 탄소저항체(100)의 단일체형 외피를 이루는 것으로, 그 둘레를 따라 제1 및 제2탄소사(110,120) 각각에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 발산시키는 미세한 통기공(131)이 다수 형성되어 있다.
또한, 이러한 통기공(131)을 통해 제1탄소사(110)의 방사열이 인접하는 제2탄소사(120)로 전달되고, 제2탄소사(120)의 방사열이 인접하는 제1탄소사(110)로 전달됨으로 인해 복사열을 방출하는 탄소사 고유의 특성을 증대시켜 에너지 및 발열 효율을 극대화시킬 수 있다.
아울러 피복(130)에 불규칙적이면서 미세하게 형성된 통기공(131)에 의해 탄소저항체(100)의 굴곡 특성이 개선되어 제1 및 제2탄소사(110.120)가 휘어지거나 꼬일 때 발생하는 손상을 최소화할 수 있다.
여기서, 통기공(131)은 탄소저항체(100)에 피복(130)을 입히기 위한 압출성형 등의 성형 과정에서 일정량의 공기를 일정압력으로 주입하여 피복(130)이 자연스럽게 부풀리도록 하거나 주위를 일정 온도로 가열함으로써 피복(130)의 내부에 불규칙적이고 불균일한 형태의 기포가 무수히 형성되도록 하고, 이 기포를 통해 통기공(131)의 형태를 형성할 수 있다.
또한, 탄소저항체(100)를 압출성형 시 수산화마그네슘 등의 특수용액을 첨가하여 피복(130)에 통기공(131) 형태의 기포가 다량으로 발생하도록 할 수도 있다.
그리고 피복(130)과 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이에는 탄소저항체(100)가 구부림 등의 외력을 받을 시 자연스럽게 대응하여 서로 유동 가능하도록 간극(150)이 형성되어 있다.
여기서, 피복(130)과 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이의 간극(150)은 제1 및 제2탄소사(110,120) 전체의 두께와 전기절연 등의 필요에 따라 적절하게 형성할 수 있으며, 이는 압출성형 등의 성형 과정에서 피복(130)의 내부 공간으로 공기를 일정압력으로 주입하면서 피복(130)을 냉각시킴으로써 피복(130)과 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이에 공기층 형태의 틈새에 의한 간극(150)이 형성될 수 있다.
이러한 피복(130)은 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)를 보호하며 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)에 흐르는 전류가 외부로 누설되지 않도록 막아 주는 것은 물론 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)에서 발생되는 열을 손실 없이 외부로 온전히 전달하는 기능을 수행하게 된다.
여기서, 피복(130)으로는 불연성, 절연성, 내수성 및 내열성과 함께 마찰 등의 외부 충격에 강하고 기계적 물성이 우수한 폴리프로필린(polypropylene yarn), PVC, 폴리우레탄, 불소수지(테플론), 불소수지보다 연성이 뛰어나며 절연저항과 열전도율이 우수한 규소고무 등의 합성수지 등으로 형성할 수도 있으나, 탄소저항체(100)가 주로 전기매트, 전기장판, 전기찜질기, 전기물리치료기 등과 같이 비교적 낮은 발열온도를 유지 및 필요로 하는 것에 사용되는 특성상 내열성 및 내구성이 200℃ 이상으로 우수하여 탄소사에서 열이 발생하더라도 쉽게 녹지 않아서 단락 및 이로 인한 화재의 가능성이 매우 낮은 실리콘 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
특히 실리콘 소재의 피복(130)은 배선작업 시 등에 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)에 손상을 주지 않고도 신속하고 용이하게 벗겨낼 수 있는 장점도 있다.
한편, 본 발명의 제1실시 예에 따른 탄소저항체(100)는 제1 및 제2탄소사(110,120)의 횡 방향이나 폭 방향으로 다수를 일정한 간격을 두고 연속 및 반복배열하고 하나의 단일체형 피복(130)으로 성형하여 단위체형 탄소저항체로 형성함으로써, 전기장판이나 매트, 발열시트 등과 같이 일정 넓이를 갖는 적용대상물에 한층 편리하게 사용할 수도 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 나타낸 정단면도 및 측단면도로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-2)는 제1 및 제2탄소사(110,120), 피복(130) 및 절연사(140)을 포함하여 구성된다.
특히 절연사(140)는 제1 및 제2탄소사(110,120) 각각의 외측 둘레에 조밀하면서 탄력적으로 감싸져 있다.
이러한 절연사(140)는 제1 및 제2탄소사(110,120)를 외부와 전기적으로 절연 및 차단시키고, 제1 및 제2탄소사(110,120)가 다발 형태로 결속된 상태를 유지시키면서 제1 및 제2탄소사(110,120)에서 발생하는 열은 외부로 원활하게 발산시키며, 이와 동시에 제1 및 제2탄소사(110,120)에 전류가 흐르면서 발생하는 공진소음을 억제하기 위한 기능을 수행하게 된다.
여기서, 절연사(140)로는 외력을 발생 시 유연하게 휘어지며 내열성이 우수한 미세한 가닥의 집합체인 유리섬유 등을 사용하는 것이 바람직하나, 세라믹섬유, 천연섬유, 합성섬유 등의 내열성 재질로도 형성할 수 있으며, 원통형으로 조밀하게 직조된 것을 사용할 수도 있음은 물론이다.
그리고 피복(130)은 제1탄소사와 제2탄소사(110,120) 사이를 얇은 두께의 연결부(135)에 의해 일체로 연결 형성되어 있다.
여기서, 피복(130)과 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이의 간극(150)은 제1 및 제2탄소사(110,120)를 감싸는 절연사(140) 전체의 두께와 전기절연 등의 필요에 따라 적절하게 형성할 수 있으며, 이는 압출성형 등의 성형 과정에서 피복(130)의 내부 공간으로 공기를 일정압력으로 주입하면서 피복(130)을 냉각시킴으로써 피복(130)과 제1 및 제2탄소사(110,120) 사이에 공기층 형태의 틈새에 의한 간극(150)이 형성될 수 있다.
이러한 피복(130)은 제1탄소사와 제2탄소사(110,120) 및 절연사(140)를 보호하며 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)에 흐르는 전류가 외부로 누설되지 않도록 막아 주는 것은 물론 제1탄소사와 제2탄소사(110,120)에서 발생되는 열을 손실 없이 외부로 온전히 전달하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 제2실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-2)의 구성요소 중 상술한 제1실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 것은 그와 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략한다.
도 7 및 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도 및 그 사용상태를 나타낸 요부 측단면도로서, 특히 피복(130)의 다른 실시 양태를 나타낸 것이다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-3)는 제1탄소사와 제2탄소사(110,120) 사이를 얇은 두께의 연결부(135)에 의해 일체로 연결 형성하며, 이 연결부(135)에는 탄소저항체(100-3)를 발열시트 등과 같은 적용대상물의 상/하부시트(S1,S2) 사이에 내장 시 그 고정을 위한 접착제(A)가 자연스럽게 통과하여 상/하부시트(S1,S2) 사이에서 한층 견고하고 안정적인 내장 상태를 유지할 수 있도록 하는 고착구멍(136)이 일정간격을 두고 다수 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 제3실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-3)의 구성요소 중 상술한 제1 및 제2실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 것은 그와 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체를 입체적으로 나타낸 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-4)는 제1 및 제2탄소사(110,120), 피복(130-1)으로 대별되어 구성된다.
특히 피복(130-1)은 내열성과 유연성 등이 우수한 면이나 합성수지 섬유를 이용하여 제1 및 제2탄소사(110,120)를 커버링하는 직물 형태로 조직이 느슨하게 직조되어 있다.
이러한 피복(130-1)은 여러 가닥의 섬유사로 이루어진 특성상 조직 사이 틈새로 제1 및 제2탄소사(110,120) 각각에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 발산시키므로 상술한 제1 및 제2실시 예에서와 같이 통기공을 별도로 형성할 필요가 없으며, 또 상술한 제3실시 예에서와 같이 연결부(135-1)에 접착제가 통과하도록 하는 고착구멍을 별도로 형성할 필요도 없는 유리한 이점이 있다.
한편, 본 발명의 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체(100-4)의 구성요소 중 상술한 제1 내지 제3실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 것은 그와 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략한다.
아울러 본 발명의 제4실시 예에 따른 탄소저항체(100-4)는 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2탄소사(110,120)의 횡 방향이나 폭 방향으로 다수를 일정한 간격을 두고 연속 및 반복배열하고 하나의 단일체형 피복(130-1)을 직조하여 단위체형 탄소저항체로 형성함으로써, 전기장판이나 매트, 발열시트 등과 같이 일정 넓이를 갖는 적용대상물에 한층 편리하게 사용할 수도 있음은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 제1 내지 제4실시 예에 따른 전열용 탄소저항체는 제1 및 제2탄소사(110,120)와 절연사(140) 및 피복(130)이 켜를 이루면서 하나의 전선 형태로 형성되어 있기 때문에 사용 시 전기 저항이 증가하여 전력 소모를 감소 및 전기 효율성을 향상시킬 수 있으며, 제1 및 제2탄소사(110,120)에 전류가 서로 반대방향으로 흐르도록 간편하게 설치하여 전자파를 상쇄시킬 수 있다.
또한, 피복의 통기공(131)을 통해 제1 및 제2탄소사(110,120)의 방사열이 신속하고 원활하게 발산되므로 탄소저항체의 사용 과정에서 피복(130)이 제1 및 제2탄소사(110,120)을 제대로 방출하지 못하면서 그 열로 인해 제1 및 제2탄소사(110,120)가 소손되는 것을 방지할 수 있다.
그뿐만 아니라 제1 및 제2탄소사(110,120)와 피복(130) 또는 절연사(140)와 피복(130) 간에 간극(150)을 갖는 형태적 특성상 자연스럽게 접거나 구부릴 수 있는 우수한 유연성을 확보하여 외력에 의한 변형 시 제1 및 제2탄소사(110,120)가 탄력적으로 유동 및 변형되므로 꺾임 현상이 줄어들어 단락을 방지할 수 있고, 전기적 접속력이 강화되고 전기/물리적 특성이 양호하게 변화되어 제1 및 제2탄소사(110,120)의 일부분을 통해 전류가 누설되는 것을 차단함과 더불어 전류의 흐름을 균일하게 개선시킬 수 있다.
아울러 제1 및 제2탄소사(110,120)의 저항값이 편차 없이 고르게 분포되도록 하여 부분별로 발생되는 온도 편차를 최소화할 수 있는 등 전기적 안전성과 사용상의 편의성을 향상시키고, 그에 따른 품질을 제고할 수 있다.
게다가 본 발명의 각 실시 예에 따른 탄소저항체를 이용하는 전기담요, 전기장판, 전기찜질기 등의 전열침구류, 각종 온열 및 전열기기, 발열시트, 매트, 카펫, 의류, 의료용품 등의 적용대상물은 자연스럽게 접거나 구부리는 등 사용에 따른 유연성 및 전기적 안전성이 동시에 확보되므로 편안한 착용감과 안락감 및 사용상의 편의성을 제공받을 수 있다.
더욱이 제1 및 제2탄소사(110,120)가 절연사(140) 및 피복(130)에 의해 보호되어 하나의 발열선 형태로 적용대상물에 안정적으로 배선 및 고착된 상태를 유지하기 때문에 사용 과정에서 제1 및 제2탄소사(110,120)가 외력에 의해 파손되거나 유동되면서 서로 합선 또는 누전되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.
100: 탄소저항체
110: 제1탄소사
120: 제2탄소사
130: 피복
131: 통기공
135: 연결부
136: 고착구멍
140: 절연사
150: 간극
110: 제1탄소사
120: 제2탄소사
130: 피복
131: 통기공
135: 연결부
136: 고착구멍
140: 절연사
150: 간극
Claims (6)
- 여러 가닥의 탄소섬유를 뭉쳐서 다발 형태로 형성되고 전기적 특성에 의해 발열하며, 0.5cm 내지 1cm 범위로 간격(L)을 두고 병렬 배치되어 전류가 서로 반대방향으로 흐르는 제1 및 제2탄소사(110)(120);
상기 제1 및 제2탄소사(110)(120)의 외측 둘레를 각각 감싸며 외력에 대해 유연하고 탄력적으로 대응하는 절연사(140)들;
상기 절연사(140)들의 외측 둘레를 유연하고 탄력적으로 감싸는 피복(130)들;
상기 절연사(140)들과 상기 피복(130)들 사이에 공기층 형태의 틈새에 의해 각각 형성되어 상기 제1 및 제2탄소사(110)(120)와 상기 절연사(140)들이 상기 피복(130)들과 간섭없이 자연스럽게 유동 및 변형 가능하도록 하면서 그 각각의 제1탄소사(110)와 제2탄소사(120)에서 발생되는 열이 퍼지도록 유도하는 간극(150)들;
상기 간극(150)들과 통하도록 상기 피복(130)들의 둘레에 불규칙적으로 다수 형성되어 상기 제1 및 제2탄소사(110)(120)에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 발산시키는 미세한 통기공(131)들;
상기 제1탄소사(110)와 제2탄소사(120) 사이에 상기 피복(130)들과 일체로 형성되어 외력에 대해 유연하고 탄력적으로 대응하며, 그 제1탄소사(110)와 제2탄소사(120)가 하나의 발열선 형태를 이루도록 연결하는 연결부(135); 및
상기 연결부(135)에 일정간격을 두고 다수 형성된 고착구멍(136)들;
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2010
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