KR101317739B1 - 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원을 인가하면 발열하는 발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원이 인가되면 발열하며 상호 병렬로 결선된 제 1 발열선 및 제 2 발열선과, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선과 함께 편직되는 직물사와, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전원을 인가하는 양극의 전원선과 음극의 전원선을 포함하며, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전류가 상호 반대방향으로 도통되면서 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에서 발생하는 전자기파가 상호 상쇄되는 것을 특징으로 하는 전자기파 감쇄를 위한 직조식 발열체에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전원을 인가하면 발열하는 발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원이 인가되면 발열하며 상호 병렬로 결선된 제 1 발열선 및 제 2 발열선과, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선과 함께 편직되는 직물사와, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전원을 인가하는 양극의 전원선과 음극의 전원선을 포함하며, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전류가 상호 반대방향으로 도통되면서 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에서 발생하는 전자기파가 상호 상쇄되는 것을 특징으로 하는 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체에 관한 것이다.
일반적으로, 전원이 공급되는 자체적으로 발열하는 카본사 또는 카본과 고분자 물질의 복합체로 이루어진 카본사로 이루어진 발열선을 가진 발열체가 산업 전반에서 널리 활용되고 있다.
상기 카본사(carbon thread)로 이루어진 발열선은 온도조절이 용이하고 공기가 오염되지 않아 위생적이며 소음이 없기 때문에 온열 매트, 건축용 바닥재, 순간 온수기 등 다양한 분야에 폭넓게 활용되고 있다.
그런데, 상기 카본사는 전류가 도통되면서 일정량의 전자기파를 방사하게 되며, 이러한 전자기파에 인체가 지속적으로 노출되는 것은 일반적으로 좋지 않다고 알려져 있다.
특히, 카본선과 같은 발열선이 사용되는 제품은 온열 매트, 온열 의복, 온열 침대, 온열 의자와 같이 인체상에 직접 접촉되는 제품이 대부분인데, 이러한 제품일수록 전자기파의 방사를 적정 수준 이하로 조치하는 것이 필요하다.
따라서, 종래의 온열 매트나 온열 침대에는 전자기파의 차단을 위하여 매트나 침대의 내외부에 옥(玉)을 설치하기도 하였으나 옥에 의한 전자기파의 차단 효과는 아직 명확하게 입증된 바가 없다.
또한, 전자기파를 차단하기 위하여 발열선 상부에 동판과 같은 금속판을 부착시킬 수도 있으나, 금속의 판형 형태로 동판을 설치한 매트는 운반이나 보관을 위하여 매트를 접거나 구부리고자 할 때 상기 금속판이 손상을 입기 쉬울 뿐만 아니라, 그 중량도 함께 증가되는 단점이 있었다.
본 발병은 상술한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 카본사와 같은 발열선과 직물사를 이용하여 편직된 직조물의 발열선에서 발생되는 전자기파를 감소시킬 수 있는 발열체를 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 구성은, 전원이 인가되면 발열하며 상호 병렬로 결선된 제 1 발열선 및 제 2 발열선과, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선과 함께 편직되는 직물사와, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전원을 인가하는 양극의 전원선과 음극의 전원선을 포함하며, 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에 전류가 상호 반대방향으로 도통되면서 상기 제 1 발열선과 제 2 발열선에서 발생하는 전자기파가 상호 상쇄되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체는, 발열선을 상호 병렬방향으로 결선시킴으로써 결선된 발열선에 흐르는 전류의 방향이 상호 반대 방향으로 통전됨으로써 각각의 발열선에서 발생되는 전자기파가 서로 상쇄되므로, 발열선으로부터 발생되는 전자기파를 감쇄할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발열체로서 사용되는 카본선과 함께 편직되는 직물사의 색상을 다양하게 설정하거나, 적어도 2 가지 이상의 편직사를 이용하여 문양이 표시되도록 편직함으로써, 다양한 무늬와 모양을 가진 발열 편직물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 구성도,
도 2 는 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 세부 구성을 나타낸 것으로서, 도 1 의 A 부분 상세도,
도 3 은 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 일부 절개 단면도,
도 4 는 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 회로도이다.
도 2 는 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 세부 구성을 나타낸 것으로서, 도 1 의 A 부분 상세도,
도 3 은 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 일부 절개 단면도,
도 4 는 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 회로도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 구성을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 은 본 발명의 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 구성도이고, 도 2 는 도 1 의 A 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명 발열체(1)는 직물사(30)와 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)이 가로 및 세로 방향으로 날줄과 씨줄이 엮기면서 직조된 형태의 발열체이다.
또한, 본 발명의 발열체(1)는 그 자체에 다양한 색상과 모양을 부여하기 위하여, 적어도 하나 이상의 색상을 가진 직물사(30)를 사용하여 다양한 모양과 패턴을 가지도록 직조시킬 수 있다.
상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)은 전원이 인가되면 발열을 하는 전열수단이며, 본 발명 실시예에서는 카본사(carbon fiber) 또는 카본과 고분자 물질의 복합체로 이루어진 카본사를 이용한다.
또한, 상기 직물사(30)는 일반적인 섬유사를 이용하되 바람직하게는 유연한 성질을 가진 섬유사를 사용하는 것이 좋다. 이러한 소재에는 예를 들어 면사나 나일론 등을 채용할 수 있다.
상기와 같이 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)을 직물사(30)와 함께 직조하는 방법은 통상의 직조기를 이용하되, 본 발명에서는 이러한 직조기의 작용과 구성에 대해서는 주지된 기술임으로 부연 설명으로 대신한다.
즉, 통상의 직조기에 적어도 하나 이상의 색상을 가지는 두 가닥의 직물사(30)와 제 1 발열선(10) 및 제 2 발열선(20)을 각각 권취시키고, 기본적인 편직 구조를 형성하는 두 가닥의 직물사(30)들과 제 1 발열선(10) 및 제 2 발열선(20)이 직조기에서 작용하는 직조용 캠 장치의 작동에 의하여 일정한 모양의 편직고리를 형성하면서 상호 직조되는 것이다.
따라서, 이렇게 직조된 직물의 형상은 도 1 에 도시된 바와 같은 종래 직조물의 형상과 유사하게 편직된다.
이때, 본 발명은 소망하는 패턴이나 모양을 미리 설정한 후, 이 패턴을 형성하기 위하여 다수의 색상을 가진 직물사(30)들을 상기 제 1 발열선(10) 및 제 2 발열선(20)들과 상호 직조시킴으로써 다양한 색상과 모양을 가진 발열체를 제작할 수 있다.
또한, 상기와 같이 직물사(30)와 함께 직조된 제 1 발열선(10) 및 제 2 발열선(20)에는 이들의 자체 발열을 위하여 전원이 공급되는 양극 전원선(40)과 음극 전원선(50)이 결선된다.
즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)이 직물사(30)와 함께 편직된 상태에서, 상기 제 1 발열선(10)에 양극의 전원을 인가하기 위하여 양극 전원선(40)이 상기 제 1 발열선(10)과 결선되고, 상기 제 2 발열선(20)에 음극의 전원을 인가하는 음극 전원선(50)이 결선된다.
또한, 상기의 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)은 발열체의 일측에서 상호 결선된다. 이때, 후술할 도 4 에 도시된 바와 같이 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)의 상호 결선시 통상의 도전체인 도전선(60)을 이용하여 양자를 결선할 수 있다.
상기의 양극 전원선(40)과 음극 전원선(50)은 통상의 전기 전도용 물질을 상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)과 접속(close)되도록 전극띠를 형성한 것이다.
또한, 도 3 의 본 발명 직조체의 일부 절개 단면과 같이, 상기 제 1 발열선(10)과 이에 결선되는 양극 전원선(40)의 단위체는 상기 제 2 발열선(20)과 이에 결선되는 음극 전원선(50)의 단위체와 편직된 높이가 상호 상이하도록 직조된다.
그 이유는, 이와 같이 상기 제 1 발열선(10)과 양극 전원선(40)의 단위체와 제 2 발열선(20)과 음극 전원선(50)의 단위체의 편직된 높이를 상호 상이하게 함으로써, 후술할 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)과의 전자기파의 상쇄 효과를 조절할 수 있기 때문인데, 이하, 이러한 본 발명 발열체의 전자기파의 상호 상쇄 작용에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4 는 본 발명 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 회로도로서, 전원부(P)로부터 출력되는 양극 전원선(40)에 제 1 발열선(10)이 결선되고, 전원부(P)로부터 출력되는 음극 전원선(50)에 제 2 발열선(20)이 결선되면서, 종국적으로 상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)은 상기 전원부(P)와 병렬로 연결된 구성이다.
또한, 이렇게 병렬로 연결된 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)은 도시된 바와 같이, 한쌍의 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)의 한 단위체가 발열체(1)의 평면상에서 가로 방향으로 평행하게 배치되며, 이러한 발열선들의 단위체 들이 발열체(1) 상의 상부로부터 하부에 이르기까지 다수개가 배치된다.
따라서, 도시된 바와 같이 한 단위체의 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)의 도통도는 전류의 방향은, 상기 양극 전원선(40)에 결선된 제 1 발열선(10)상에서의 전류는 발열체(1)의 평면상에서 좌측에서 우측으로 전류가 도통되고, 상기 음극 전원선(50)에 결선된 제 2 발열선(20)상에서의 전류는 발열체(1)의 평면상에서 우측에서 좌측으로 전류가 도통된다.
따라서, 도선상에 흐르는 전자기장의 방향을 규정한 앙페르의 법칙(직선 도선에 전류가 흐르면 그 직선 도선 주의에 원형의 자기장이 형성되며, 그 자기장의 방향은 전류의 방향을 오른 나사의 진행 방향으로 나타낼 때 자기장의 방향은 오른나사의 회전 방향이라는 법칙)에 따라서, 제 1 발열선(10) 상에서 발생되는 전자기장은 평면상으로 발열체(1)의 내부에서 외부 방향으로의 전자기장이며, 제 2 발열선(20) 상에서 발생되는 전자기장은 평면상으로 발열체(1)의 외부에서 내부 방향으로의 전자기장이 발생된다.
그러므로, 제 1 발열선(10)에서 발생되는 일측의 전자기장은 상기 제 2 발열선(20)에서 발생되는 타측의 전자기장에 의하여 상호 상쇄되게 되며, 그럼으로써, 발열선에서 발생되는 전자기장을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20) 사이의 이격 거리(d)를 적절하게 조절함으로써 이와 같은 전자기장의 상호 상쇄 효과의 조절이 가능하다.
한편, 상기와 같은 본 발명 발열체(1) 상부에 발열체(1)를 보호하기 위한 코팅부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이러한 코팅부는 상기 발열체(1)의 상부와 하부에 모두 형성될 수 있다.
상기 코팅부는 본 발명 발열체(1)의 표면을 습기나 먼지와 같은 외부의 환경으로부터 보호하며, 발열체(1) 상에서 발생될 수 있는 누전으로 인한 감전 등의 안전사고를 미연에 방지하기 위하여 형성된다.
이러한 코팅부에 사용되는 재질은 열경화성 또는 열가소성 수지가 모두 이용가능하며, 직물사(30)의 색상이 외부로 노출되도록 하기 위하여 투명 또는 반투명으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명 코팅부에 사용될 수 있는 재질은, 예를 들어, 폴리우레탄(Polyurethanes)(PU), 실리콘 고무(Silicon rubber), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride)(PVC), 폴리카보네이트(polycarbonate)(PC), 폴리스티렌(polystyrene)(PS), 범용 폴리스티렌(general purpose polystyrene)(GPPS), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)(PMMA), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 폴리에스터메타크릴레이트(polyester methacrylate)(PEM), 폴리프로필렌(Polypropylene)(PP), 내충력 폴리스틸렌(High impact polystyrene) (HIPS), 아크릴로니트닐 부타디엔 스틸렌(Acrylonitnle butadiene styrene)(ABS), 폴리에스테르(Polyester)(PES), 폴리아미드(Polyamides)(PA), 폴리비닐리딘 클로라이드(Polyvinylidene chloride)(PVDC), 폴리에틸렌(Polyethylene)(PE), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene)(PTFE), 폴리에틸렌테르케톤(Polyetheretherketone) (PEEK), 폴리에테르케톤(Polyetherketone), 폴리에테르이미드(Polyetherimide)(PEI), 폴리락틱에이시드(Polylactic acid)(PLA), 내충격 폴리스티렌(high impact polystyrene), 나일론(nylons), 아크릭스(acrylics), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene)(LDPE), 페놀수지(phenolics) 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나의 재질이 사용 가능하다.
본 발명 실시예에서는 우레탄(urethane) 수지로 상기 코팅층을 형성하며, 상기 우레탄 수지는 매트, 매트리스, 자동차용 시트 등에 널리 사용되는 수지로서, 내마모성이 우수하고 신축성과 탄성 복원력이 우수한 장점을 가지므로 본 발명 발열체(1)의 각각의 발열선들의 성능을 저하시키지 않고 제품의 신뢰성을 유지할 수 있게 된다.
상기의 코팅층의 형성 방법은 공지된 다양한 방식의 통상의 코팅 방법이 적용될 수 있다.
예를 들어, 우레탄 볼(ball) 등의 원료 수지를 호퍼(Hopper)(미도시)에서 가열하여 용융시키면서, 상기 호퍼의 하단으로 코팅층이 형성되지 않은 미완성 상태의 본 발명 발열체(1)를 이송시키면서, 호퍼 하단의 배출구를 통하여 발열체(1)의 상부 표면으로 용융된 우레탄 수지를 도포되게 한 후, 소정 시간 동안 냉각시키는 공정을 이용할 수 있다.
이상의 설명에서 본 발명의 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 직조식 발열체
10; 제 1 발열선
20; 제 2 발열선
30; 직물사
40; 양극 전원선
50; 음극 전원선
60; 도전선
P; 전원부
1; 본 발명 직조식 발열체
10; 제 1 발열선
20; 제 2 발열선
30; 직물사
40; 양극 전원선
50; 음극 전원선
60; 도전선
P; 전원부
Claims (5)
- 발열체에 있어서,
전원이 인가되면 발열하며 상호 병렬로 결선된 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20);
상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)과 함께 편직되는 직물사(30);
상기 제 1 발열선(10)에 양극의 전원을 인가하기 위하여 상기 제 1 발열선(10)에 결선되는 양극 전원선(40)과 상기 제 2 발열선(20)에 음극의 전원을 인가하는 음극 전원선(50); 을 포함하고,
상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)에 전류가 상호 반대방향으로 도통되면서 상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)에서 발생하는 전자파가 상호 상쇄되며,
상기 제 1 발열선(10)과 제 2 발열선(20)은 카본사 또는 카본과 고분자 물질의 복합체로 이루어진 카본사이고,
상기 제 1 발열선(10)과 이에 결선되는 양극 전원선(40)의 단위체와, 상기 제 2 발열선(20)과 이에 결선되는 음극 전원선(50)의 단위체의 편직된 높이를 상호 상이하도록 직조시키는 것을 특징으로 하는 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 다수개의 색상을 가진 직물사(30)를 사용하여 다양한 모양과 패턴을 가지도록 직조하는 것을 특징으로 하는 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 발열체(1) 상부에 합성수지 재질로 된 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체.
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| KR1020110097681A KR101317739B1 (ko) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | 전자기파 감소를 위한 직조식 발열체 |
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|---|---|
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| KR20020086158A (ko) * | 2001-05-11 | 2002-11-18 | 주식회사 제이엠피 | 전기 발열판 |
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-
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