KR101443611B1 - Manufacturing method of heat generating material, heat generating device including the heat generating material and refrigerator including the heat generating device - Google Patents

Manufacturing method of heat generating material, heat generating device including the heat generating material and refrigerator including the heat generating device Download PDF

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KR101443611B1 KR20070071205A KR20070071205A KR101443611B1 KR 101443611 B1 KR101443611 B1 KR 101443611B1 KR 20070071205 A KR20070071205 A KR 20070071205A KR 20070071205 A KR20070071205 A KR 20070071205A KR 101443611 B1 KR101443611 B1 KR 101443611B1
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Abstract

본 발명은 발열체의 제작방법, 그 발열체를 포함하는 발열장치 및 그 발열장치를 포함하는 냉장고에 관한 것이다. 구체적으로, 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선의 길이를 바탕으로 발열체의 표면온도를 동일하게 할 수 있는 발열체의 두께를 결정할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a heating element, a heating device including the heating element, and a refrigerator including the heating device. Specifically, it is possible to determine the thickness of the heating element, which can make the surface temperature of the heating element equal, based on the path length of the current flowing through the heating element and the length of the equipotential line.

또한, 본 발명에 따른 발열체의 제작방법에 의해 제작된 발열체는 전류공급장치와 함께 발열장치를 구성할 수도 있으며, 상기 발열장치의 하나의 실시예로서, 발열체로 구성된 제빙트레이를 갖는 제빙장치는 냉장고 내에서 제빙이 완료된 얼음을 제빙트레이로부터 용이하게 분리하게 할 수 있다.In addition, the heating element manufactured by the manufacturing method of the heating element according to the present invention may constitute a heating device together with the current supplying device. In one embodiment of the heating device, the icemaker having the ice- It is possible to easily separate ice from the ice-making tray.

발열체, 냉장고, 트레이, 제빙 Heating element, refrigerator, tray, deicing

Description

발열체의 제작방법, 그 발열체를 포함하는 발열장치 및 그 발열장치를 포함하는 냉장고{MANUFACTURING METHOD OF HEAT GENERATING MATERIAL, HEAT GENERATING DEVICE INCLUDING THE HEAT GENERATING MATERIAL AND REFRIGERATOR INCLUDING THE HEAT GENERATING DEVICE}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a heating element, a heating device including the heating element, and a refrigerator including the heating device. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 발열체의 제작방법, 그 발열체를 포함하는 발열장치 및 그 발열장치를 포함하는 냉장고에 관한 것이다. 구체적으로, 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선의 길이를 바탕으로 표면온도를 동일하도록 두께를 결정하여 발열체를 제작하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a heating element, a heating device including the heating element, and a refrigerator including the heating device. Specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a heating element by determining a thickness so that the surface temperature is the same based on the path length of the current flowing through the heating element and the length of the equipotential line.

본 발명의 발열체의 발열 원리는 전도성 금속물체에 전기를 통하면, 그 내부 저항에 의하여 열이 발생하는 원리를 사용하는 것이다. 본 발명의 발열체는 임의 형상을 갖는 발열체를 설계함에 있어서, 발열체에 전류의 인가시, 발열체의 표면온도가 동일하게 되도록 발열체의 두께를 결정하는 것을 그 핵심으로 한다.The principle of heat generation of the heating element of the present invention is to use a principle in which heat is generated by the internal resistance when electricity is conducted to a conductive metal object. In the heating element of the present invention, when designing a heating element having an arbitrary shape, the thickness of the heating element is determined so that the surface temperature of the heating element becomes the same when a current is applied to the heating element.

본 발명은 접압이 인가되는 발열체의 전류경로의 길이와 등전위선의 길이를 이용하여, 발열체와 주위와의 열전달 성능을 고려하여 발열체의 표면온도를 일정하게 유지되는 발열체의 제작방법, 그 발열체를 포함하는 발열장치 및 그 발열장치를 포함하는 냉장고를 제안하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.The present invention relates to a method of manufacturing a heating element that maintains a surface temperature of a heating element constant by taking into account the heat transfer performance between the heating element and the surroundings using the length of the current path and the length of the equipotential line of the heating element to which the contact pressure is applied, And a refrigerator including the heating device and the heating device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 임의의 형상을 가지는 발열체에 전압을 가하여 전류를 공급하는 전류공급단계; 그리고, 상기 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 상기 발열체의 표면온도를 균일하게 하기 위한 상기 발열체의 두께를 결정하는 두께 결정단계를 포함하는 발열체의 제작방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method including: supplying a current to a heating element having an arbitrary shape by applying a voltage; And a thickness determining step of determining a thickness of the heating element for making the surface temperature of the heating element uniform based on a path length of the current flowing through the heating element and an equipotential line.

이 경우, 상기 두께 결정단계에서 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다.In this case, the thickness of the heating element in the thickness determination step may be determined by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112007051651414-pat00001
Figure 112007051651414-pat00001

여기서, t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로 길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

또한, 상기 n 값은 0 보다는 크고 1 보다는 작은 값을 가지는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the value of n is larger than 0 and smaller than 1.

그리고, 상기 두께 결정단계에서 상기 전류 경로의 길이가 동일한 경우에 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 2에 의하여 결정될 수 있다.When the length of the current path is the same in the thickness determination step, the thickness of the heating element may be determined by the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112007051651414-pat00002
Figure 112007051651414-pat00002

여기서,t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

또한, 본 발명은 임의의 형상을 가지는 발열체; 그리고, 상기 발열체의 표면온도가 균일하게 유지되도록 하기 위하여 상기 발열체에 전류를 공급하는 전류공급장치를 포함하며, 상기 발열체의 두께는 상기 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 결정되는 발열장치를 제공한다.Further, the present invention provides a heating element having an arbitrary shape; And a current supplying device for supplying a current to the heating element so as to maintain the surface temperature of the heating element uniformly. The thickness of the heating element is determined by a path length of a current flowing in the heating element, Device.

여기서, 상기 전류공급장치는 상기 발열체의 양단에 설치되는 전극들과 상기 전극들에 전압을 선택적으로 공급하여 상기 발열체에 흐르는 전류 공급시간을 제어하기 위한 스위치를 포함할 수 있다.Here, the current supply device may include electrodes provided at both ends of the heating element, and a switch for selectively supplying a voltage to the electrodes to control a current supply time flowing to the heating element.

이 경우, 상기 전류 공급시간은 주기적으로 설정되는 것이 바람직하다.In this case, the current supply time is preferably set periodically.

상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다.The thickness of the heating element may be determined by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112007051651414-pat00003
Figure 112007051651414-pat00003

여기서, t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

또한, 상기 전류 경로의 길이가 동일한 경우에 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 2에 의하여 결정될 수 있다.In addition, when the length of the current path is the same, the thickness of the heating element may be determined by the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112007051651414-pat00004
Figure 112007051651414-pat00004

여기서,t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

또한, 본 발명은 얼음이 형성되는 공간을 제공하며 임의의 형상을 가지는 트레이; 그리고,The present invention also provides a tray having an arbitrary shape which provides space for ice formation; And,

상기 얼음과 접촉하는 트레이의 표면온도가 균일하게 유지되도록 하면서 열을 발생시키는 상기 트레이에 전류를 공급하는 전류공급장치;A current supplying device for supplying current to the tray that generates heat while maintaining a surface temperature of the tray in contact with the ice uniformly;

상기 트레이에 접촉하는 얼음표면이 녹은 후에 상기 얼음을 상기 트레이로부터 제거하기 위한 이빙장치를 포함하며, 상기 트레이의 두께는 상기 트레이에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 결정되는 냉장고를 제공한다.And an ice making device for removing the ice from the tray after the ice surface contacting the tray is melted. The thickness of the tray provides a refrigerator determined based on the path length of the current flowing through the tray and the equipotential line .

본 발명에 따른 발열체는 전류의 인가에 따라 표면의 온도를 균등하게 상승시킬 수 있다.The heating element according to the present invention can raise the temperature of the surface evenly according to the application of the electric current.

상기 발열체는 전류공급장치와 함께 발열장치에 포함될 수 있으며, 전류의 공급은 미리 입력된 방식에 따라서, 간헐적 또는 주기적일 수 있다. 이러한 전류의 공급에 의하여 발열장치의 표면은 일정한 온도까지 상승될 수 있다.The heating element may be included in the heating device together with the current supply device, and the supply of the current may be intermittent or periodic, depending on a previously input method. By the supply of this current, the surface of the heating device can be raised to a constant temperature.

상기 발열장치로 구성된 냉장고의 제빙장치에 의하면, 제빙이 완료된 얼음을 제빙트레이로부터 분리하는 것을 용이하게 할 수 있다.According to the ice making device of the refrigerator configured by the above-described heating device, it is possible to easily separate ice from the ice-making tray after the ice-making process is completed.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

본 발명의 발열체는 전류의 인가시 표면온도가 동일하도록 설계되어야 하므로, 본 발명에 따른 발열체의 제조방법은 임의의 형상을 가지는 발열체에 전압을 가하여 전류를 공급하는 전류공급단계; 그리고, 상기 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 상기 발열체의 표면온도를 균일하게 하기 위한 상기 발열체의 두께를 결정하는 두께 결정단계를 포함한다.Since the heating element of the present invention is designed to have the same surface temperature at the time of current application, the method of manufacturing a heating element according to the present invention includes: a current supplying step of applying a voltage to a heating element having an arbitrary shape to supply a current; And a thickness determining step of determining a thickness of the heating element to make the surface temperature of the heating element uniform based on the path length of the current flowing through the heating element and the equipotential line.

임의의 형상을 가지는 발열체에 전류공급단계에서 공급된 전류는 내부의 저항에 의하여, 열을 발생시킨다. 본 발명의 발열체는 발열체의 표면에서의 온도가 동일하도록 설계되어야하므로, 전류공급단계에서 공급된 전류에 의하여 발열되는 발열량을 고려하여, 두께를 결정하는 두께결정단계에서 발열체의 두께가 결정된다.The current supplied to the heating element having an arbitrary shape in the current supply step generates heat by the internal resistance. Since the heating element of the present invention must be designed so that the temperature at the surface of the heating element is the same, the thickness of the heating element is determined in the thickness determination step of determining the thickness in consideration of the heating value generated by the current supplied in the current supplying step.

이하, 발열체의 두께를 결정하는 방법에 대하여 검토하기로 한다. 본 발명에서 발열체의 두께를 결정하는 방법은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 두께를 결정하는 것을 특징으로 한다.Hereinafter, a method for determining the thickness of the heating element will be discussed. A method of determining the thickness of a heating element in the present invention is characterized in that the thickness is determined in consideration of the heating value of the heating element and the heat transfer between the heating element and the periphery.

먼저, 전기저항과 전류에 의하여 열을 발산하는 발열체의 두께를 결정하기 위해서는 발열체의 발열량의 크기와 열전달의 능력을 고려하여야 한다.First, in order to determine the thickness of a heat-emitting body that dissipates heat by electric resistance and current, the size of the heat-generating body and the ability of heat transfer must be considered.

표면에서의 온도가 동일한 발열체를 설계하기 위하여, 다음과 같이 가정한다.In order to design a heating element having the same temperature at the surface, the following assumption is made.

발열체의 발열량이 작거나, 발열체와 접촉하는 물질과의 열전달 능력이 크다면, 단위면적당 발열량이 동일해지도록 발열체의 두께가 설계되어야 한다.If the heating value of the heating element is small or the heat transfer ability with the heating element is large, the thickness of the heating element should be designed so that the heating value per unit area is the same.

반면, 발열체의 발열량이 크거나, 발열체와 접촉하는 물질과의 열전달 능력이 작다면, 단위면적당 발열량이 동일해지도록 발열체의 두께가 설계되어야 한다.On the other hand, if the heating value of the heating element is large or the heat transfer ability of the heating element is low, the thickness of the heating element must be designed so that the heating value per unit area becomes equal.

발열체의 발열은 내부의 전기저항에 의하여 발생된다. 발열체의 발열량은 발열체의 내부저항 및 형상 등의 변수에 의하여 결정된다. 그리고, 열전달 능력은 발열체와 접하고 있는 물질에 따라서 결정되는 값이다. 위의 가정은 아래의 실험에 의하여 검증된다.The heat generation of the heating element is caused by the internal electric resistance. The calorific value of the heating element is determined by variables such as internal resistance and shape of the heating element. And, the heat transfer ability is a value determined according to the substance in contact with the heating element. The above assumptions are verified by the following experiments.

실험은 일정 두께를 갖는 발열체를 열교환 물질과 전류인가에 따른 발열량을 변화시키면서, 발열체의 표면온도를 측정하여 그 동일한 조건의 발열체에서의 표면온도의 편차를 측정한 것이다.In the experiment, the surface temperature of the heating element was measured while varying the heating amount of the heating element having a certain thickness and the heat-exchange amount according to the application of the electric current, and the deviation of the surface temperature in the heating element under the same condition was measured.

도 1은 상기 실험에서의 발열체의 표면온도 편차를 도시하는 그래프이다. 도 1에서 표면온도편차는 발열체의 표면온도 중 최고 온도와 최저 온도의 차이값이다.1 is a graph showing a surface temperature deviation of a heating element in the above experiment. In Fig. 1, the surface temperature deviation is a difference value between the maximum temperature and the minimum temperature among the surface temperatures of the heating element.

도 1에 도시된 그래프에서, p는 발열체의 단위부피당 발열량을 의미하는 것이며, t는 발열체의 두께이다. 또한, 발열체의 표면온도 편차를 측정하기 위한 실험으로써, 발열체 표면과 접촉하고 있는 물질은 얼음(ICE)와 공기(AIR) 두가지에 대하여 수행되었다. 발열체의 두께는 2mm 에 대하여 실험이 수행되었다.In the graph shown in Fig. 1, p represents the calorific value per unit volume of the heating element, and t is the thickness of the heating element. In addition, as an experiment to measure the surface temperature deviation of the heating element, the substance in contact with the heating element surface was performed for both ICE (air) and air (air). The thickness of the heating element was 2 mm.

위에서 기술한 가정은 발열체의 임의의 지점에서의 p*tn = 일정 이라는 조건을 만족하면 발열체의 표면온도가 균일해질 수 있다는 점과 대응한다.The assumption described above is that p * t n at any point in the heating element = Constant, the surface temperature of the heating element can be made uniform.

상기 n 값은 발열체 표면에 접하고 있는 열교환 물질과의 열전달 성능에 따라서 결정되는 값이다.The n value is a value determined according to the heat transfer performance with the heat exchange material contacting the surface of the heating element.

도 1의 (a), (b), (c), (d)는 발열체와의 열교환 물질은 얼음(ICE)이며, (e), (f), (g), (h)는 발열체와의 열교환 물질이 공기(air)이다. 전류에 의하여 발열되는 발열체와 접하고 있는 물질이 얼음인 경우가 공기에 접하고 있는 경우보다 열전달 성능이 크다.1 (a), 1 (b), 1 (c) and 1 (d) show the heat exchange material with the heating element is ice (ICE) The heat exchange material is air. In the case where the material in contact with the heating element that is heated by the current is ice, the heat transfer performance is higher than when it is in contact with the air.

도 1에 도시된 그래프의 세로축은 발열체의 온도편차값을 도시하는 것이므로, 온도편차가 작은 경우가 발열체의 표면온도가 균일하다는 것을 의미한다.Since the vertical axis of the graph shown in Fig. 1 shows the temperature deviation value of the heating element, when the temperature deviation is small, it means that the surface temperature of the heating element is uniform.

그리고 열전달 성능에 따른 바람직한 n 값을 결정하기 위해서, 각각의 발열량과 두께 그리고 열교환 물질에 따라서, n 값은 0 과 1 두 가지에 대하여 실험을 수행하였다.In order to determine the desirable n value according to the heat transfer performance, n values were 0 and 1 according to the heat value, the thickness and the heat exchange material.

발열체와 열교환하는 물질과의 열교환 성능에 따른, n 값이 0과 1을 설정하는 의미는 p*tn 값이 단위부피당 발열량을 의미하는 것인지 단위면적당 발열량을 의미하는 것인지를 결정하는 변수이다. 즉 n=1인 경우는 단위부피당 발열량을 의미하는 p의 단위인 [MW / m3 ]에 두께 t의 단위인 [mm]가 곱에 의하여 상쇄되므로, p*t1은 단위면적당 발열량을 의미하게 되는 것이며, n=0인 경우는 p*t0의 단위는 [MW / m3]이므로, p*t0는 단위부피당 발열량을 의미하게 되는 것이다.The meaning of setting the n value to 0 and 1 according to the heat exchange performance between the heating element and the heat exchanging material is p * t n Is a variable that determines whether the value refers to calorific value per unit volume or calorific value per unit area. In other words, when n = 1, the unit [mm] of the thickness t is canceled by the product of [MW / m 3 ], which is the unit of p, which means the calorific value per unit volume, and p * t 1 means the calorific value per unit area In the case of n = 0, the unit of p * t 0 is [MW / m 3 ], so p * t 0 means the calorific value per unit volume.

따라서, 발열체의 표면온도를 균일하게 하기 위한 두께를 결정하기 위한 발열체의 설계에 있어서, 단위부피당 발열량을 일정하게 하는 조건과 단위면적당 발열량이 동일하게 하는 조건 중 발열체의 발열량과 발열체와 열교환 되는 물질과의 열전달 성능에 따라서 적절한 n값을 결정하기로 한다. 이때의 발열체의 두께는 2 mm로 실험하였다.Therefore, in the design of the heating element for determining the thickness to make the surface temperature of the heating element uniform, the heating value of the heating element and the material to be heat-exchanged with the heating element among conditions under which the heating value per unit volume is made constant, The appropriate n value will be determined according to the heat transfer performance of the heat exchanger. The thickness of the heating element was 2 mm.

도 1의 (a)는 n=1 이며, p*21 = 30 MW / m3 * mm 인 경우이다.1 (a) shows a case where n = 1 and p * 2 1 = 30 MW / m 3 * mm.

도 1의 (b)는 n=1 이며, p*21= 3 MW / m3 * mm 인 경우이다.1 (b) shows a case where n = 1 and p * 2 1 = 3 MW / m 3 * mm.

도 1의 (c)는 n=0 이며, p*20=15 MW / m3 인 경우이다.1C shows a case where n = 0 and p * 2 0 = 15 MW / m 3 .

도 1의 (d)는 n=0 이며, p*20=1.5 MW / m3 인 경우이다.1 (d) shows a case where n = 0 and p * 2 0 = 1.5 MW / m 3 .

도 1의 (e)는 n=1이며, p*21=30 MW / m3 * mm 인 경우이다.1 (e) shows a case where n = 1 and p * 2 1 = 30 MW / m 3 * mm.

도 1의 (f)는 n=1이며, p*21=3 MW / m3 * mm 인 경우이다.1 (f) shows a case where n = 1 and p * 2 1 = 3 MW / m 3 * mm.

도 1의 (g)는 n=0 이며, p*20=15 MW / m3 인 경우이다.1 (g) shows a case where n = 0 and p * 2 0 = 15 MW / m 3 .

도 1의 (h)는 n=0 이며, p*20=1.5 MW / m3 인 경우이다.1 (h) shows a case where n = 0 and p * 2 0 = 1.5 MW / m 3 .

먼저, 발열체와 열교환되는 물질이 얼음(ICE)이며, n=1인 경우의 실험결과를 검토하면, 두께 t=2mm 인 경우에 p*21= 30 MW / m3 * mm 와 p*21 = 3 MW / m3 * mm로 두 가지 발열량에 대한 실험이 수행되었다. 여기서, p*21=30 MW / m3 * mm인 경우는 상대적으로 발열량이 큰 경우를 의미하고, p*21=3 MW / m3 * mm인 경우는 상대적으로 발열량이 작은 경우를 의미한다.In the case of n = 1, p * 2 1 = 30 MW / m 3 * mm and p * 2 1 when the thickness t = 2 mm = 3 MW / m 3 * mm. Here, when p * 2 1 = 30 MW / m 3 * mm, it means that the calorific value is relatively large, and when p * 2 1 = 3 MW / m 3 * mm, it means that the calorific value is relatively small do.

또한, 발열체와 열교환되는 물질이 얼음(ICE)이며, n=0인 경우의 실험결과에서, p*20=15 MW / m3인 경우와 p*20=1.5 MW / m3 중, p*20=15 MW / m3인 경우는 상대적으로 발열량이 큰 경우를 의미하고, p*20=1.5 MW / m3인 경우는 상대적으로 발열량이 작은 경우를 의미한다.In the case where p * 2 0 = 15 MW / m 3 and p * 2 0 = 1.5 MW / m 3 in the case of n = 0 in the case where the material to be heat-exchanged with the heating element is ice (ICE) In the case of 2 0 = 15 MW / m 3 , it means a relatively large amount of heat generation, and in the case of p * 2 0 = 1.5 MW / m 3 , it means a relatively small amount of heat generation.

먼저, 도 1의 (a)와 도 1의 (c)를 비교하면, 발열체의 단위부피당 발열량이 상대적으로 큰 경우에는 n 값이 n=0 인 경우가 발열체의 표면온도의 편차가 작다는 것을 의미한다.First, comparing FIG. 1 (a) with FIG. 1 (c), when the calorific value per unit volume of the heating element is relatively large, the n value of n = 0 means that the variation of the surface temperature of the heating element is small do.

그리고, 도 1의 (b)와 도 1의 (d)를 비교하면, 발열체의 단위부피당 발열량이 상대적으로 작은 경우에는 n 값이 n=1인 경우가 발열체의 표면온도의 편차가 작다는 것을 의미한다.1 (b) and FIG. 1 (d), when the calorific value per unit volume of the heat generating element is relatively small, the case where the n value is n = 1 means that the surface temperature deviation of the heat generating element is small do.

또한, 도 1의 (a)와 도 1의 (b)는 동일한 두께를 갖는 발열체는 단위부피당 발열량이 작은 (b)의 경우가 발열체 표면온도 차이가 작다는 것을 의미한다.1 (a) and 1 (b) indicate that the heating element having the same thickness has a small heating value per unit volume, and the case (b) means that the heating element surface temperature difference is small.

또한, 도 1의 (c)와 도 1의 (d)는 n이 0인 경우에는 발열체의 단위부피당 발열량이 큰 경우가 작은 경우보다 발열체의 표면온도 편차가 작다는 것을 확인할 수 있다.1 (c) and 1 (d), it can be seen that when n is 0, the surface temperature deviation of the heating element is smaller than the case where the heating amount per unit volume of the heating element is small.

발열체와의 열교환 물질이 공기(air)인 경우, 발열체의 발열량과 무관하게, n=0 인 경우가, 바꾸어 말하면, 발열체와 외부 물질 사이의 열교환 능력이 상대적으로 작은 경우가 발열체의 표면온도를 균일하게 할 수 있는 조건임을 의미한다.In the case where the heat exchange material with the heating element is air, the case where n = 0, regardless of the heating value of the heating element, in other words, the heat exchange ability between the heating element and the external material is relatively small, This is a condition that can be made.

이와 같은 실험결과로부터, 다음과 같은 결론을 도출할 수 있다. n을 0으로 한 경우는 단위부피당 발열량만을 고려함으로써, 발열체의 표면온도를 동일하게 제어할 수 있다는 것을 의미한다.From these experimental results, the following conclusions can be drawn. When n is 0, it means that the surface temperature of the heating element can be controlled in the same manner by considering only the heating amount per unit volume.

또한, 발열체의 외표면에서 발열체와 열교환되는 물질이 얼음인 경우는 발열체로부터의 열전달이 큰 조건이라고 할 수 있다. 도 1의 (a), (b), (c) 및 (d)의 실험조건은 도 1의 (e), (f), (g) 및 (h)의 실험조건에 비하여 열전달 성능이 크다고 할 수 있다. 발열체와 발열체 표면에서의 열전달 성능을 제외하면, 도 1의 (a)는 (e)에 대응되고, 도 1의 (b)는 (f)에 대응되고, 도 1의 (c)는 (g)에 대응되고, 도 1의 (d)는 (h)에 대응된다. 그러므로, 각각의 대응되는 쌍의 조건 중 발열체의 온도편차가 작은 실험 조건은 도 1의 (a), (b), (g) 및 (h)이다.Further, in the case where the material that is heat-exchanged with the heating element on the outer surface of the heating element is ice, the heat transfer from the heating element is a great condition. 1 (a), 1 (b), 1 (c) and 1 (d) show that the heat transfer performance is higher than the experimental conditions of FIGS. 1 (e) . 1 (a) corresponds to (e), Fig. 1 (b) corresponds to Fig. 1 (f), and Fig. 1 (c) shows the heat transfer performance on the surface of the heating element, 1 (d) corresponds to (h) in FIG. Therefore, the experimental conditions in which the temperature deviation of the heating element is small among the conditions of the respective corresponding pairs are (a), (b), (g) and (h) of FIG.

도 1의 (a) 및 (b)는 열전달 성능이 큰 경우를 의미하고, 도 1의 (g) 및 (h)는 열전달 성능이 낮은 경우를 의미하는 것이며, n=0 인 경우는 발열체의 표면온도의 편차를 최소화하기 위하여 단위부피당 발열량이 동일해지는 조건을 사용해야 하며, n=1인 경우는 길이단위가 서로 상쇄되어 발열체 표면의 단위면적당 발열량이 동일하도록 발열체의 두께를 설정해야함은 이미 기술하였다.1 (a) and 1 (b) illustrate the case where the heat transfer performance is high, and FIGS. 1 (g) and (h) show the case where the heat transfer performance is low. When n = 0, In order to minimize the variation in temperature, the condition that the calorific value per unit volume is equal to the calorific value should be used. In the case of n = 1, the length unit is offset to set the thickness of the heating element so that the calorific value per unit surface area of the heating element is equal.

그러므로, 도 1의 결과에서 알 수 있듯이, 열전달 성능이 큰 경우(열전달 물질이 얼음인 경우)에는 단위면적당 발열량이 동일(n=1)해지는 두께조건으로 발열체 의 두께를 설정해야 하며, 열전달 성능이 작은 경우(열전달 물질이 공기인 경우)에는, 단위부피당 발열량이 동일(n=0)해지는 조건으로 발열체의 두께를 설정하는 것이 바람직하다.Therefore, as can be seen from the results of FIG. 1, in the case where the heat transfer performance is large (when the heat transfer material is ice), the thickness of the heating element should be set to a thickness condition in which the heating amount per unit area is the same (n = 1) It is preferable to set the thickness of the heating element in such a condition that the amount of heat generated per unit volume is the same (n = 0) when the heating element is air (when the heat transfer material is air).

또한, 도 1의 (e), (f), (g) 및 (h)에 도시된 바와 같이, 발열체의 표면에서 열교환되는 열교환 물질이 공기(air)인 경우에는 발열량과 상관없이 n=0 인 경우가 발열체의 표면에서의 발열량이 작다. 따라서, 열교환 물질이 공기인 경우에는 발열체의 단위부피당 발열량이 발열체의 표면온도를 결정하는 변수임을 나타낸다.As shown in FIGS. 1 (e), 1 (f), 1 (g) and 1 (h), when the heat exchange material that is heat-exchanged at the surface of the heat generating element is air, The amount of heat generated on the surface of the heating element is small. Therefore, when the heat exchanging material is air, the calorific value per unit volume of the heating element is a parameter for determining the surface temperature of the heating element.

그러므로, 전술한 가정은 도 1의 실험결과에 의하여, 발열체의 단위부피당 발열량이 작거나, 열전달능력이 큰 경우에는 발열체의 단위면적당 발열량이 발열체 전체에서 일정하도록 발열체의 두께를 설정해야 한다.Therefore, the above-described assumption is based on the experimental results shown in Fig. 1 that if the calorific value per unit volume of the heating element is small or the heat transfer capability is large, the thickness of the heating element should be set so that the calorific value per unit area of the heating element is constant over the heating element.

반대로, 발열체의 단위부피당 발열량이 크거나, 열전달능력이 작은 경우에는 발열체의 단위부피당 발열량이 발열체 전체에서 일정하도록 발열체의 두께를 설정해야 한다.Conversely, when the amount of heat generated per unit volume of the heat generating element is large or the heat transfer ability is small, the thickness of the heat generating element should be set so that the amount of heat per unit volume of the heat generating element is constant throughout the heat generating element.

그러나, 실제의 경우에는 발열체의 발열량과 열전달 능력은 여러가지 변수에 의존되므로, n값을 0과 1 사이의 값으로 결정하는 것이 바람직하다.However, in actuality, the calorific value of the heating element and the heat transfer ability depend on various variables, so it is preferable to determine the value of n as a value between 0 and 1.

정리하면, 발열체의 표면온도를 일정하게 하기 위해서, 발열체의 발열량과 두께의 n제곱의 곱의 값이 발열체 전체에서 일정하게 제어하는 것에 의하여, 발열체의 표면 온도를 일정하게 할 수 있다. 그리고, 그 때의 n 값은 전술한 실험 등으로부터 결정될 수 있는 실험값이며, 그 실험 변수로는 발열체의 발열량과 열전달 성능 등이다. 따라서, 발열체의 용도 등을 고려하여, n값을 결정할 수 있게 된다.In summary, the temperature of the surface of the heating element can be made constant by controlling the product of the heating value of the heating element and the product of the square of the thickness of the heating element to be constant throughout the heating element in order to keep the surface temperature of the heating element constant. The n value at that time is an experimental value that can be determined from the above-described experiment or the like, and the experimental variables are the heating value and the heat transfer performance of the heating element. Therefore, the value of n can be determined in consideration of the use of the heating element and the like.

p * tn = 일정 (0≤n≤1)p * t n = Schedule (0? N? 1)

따라서, 본 발명에 따른 발열체 제조방법에 있어서, 발열체의 두께의 결정은 발열체의 단위부피당 발열량이 동일하도록 하는 발열체의 두께 조건과 단위면적당 발열량이 동일하도록 하는 발열체의 두께 조건의 사이의 두께조건을 사용하기로 한다.Therefore, in the method of manufacturing a heating element according to the present invention, the thickness condition of the heating element is such that the heating condition is such that the heating amount per unit volume of the heating element is equal to the heating condition per unit area .

상기 식에서 발열체의 표면온도를 일정하게 하는 n 값은 실험적으로 구할 수 있다. 발열체의 사용 목적과 열전달 환경 등을 고려하여, n 값을 결정한다. 결정된 n값을 이용하여 발열체 전체에서 p * tn = 일정하도록 p 또는 t의 값을 제어하면, 발열체 표면에서의 온도는 동일하게 된다.In this equation, the value of n which makes the surface temperature of the heating element constant can be obtained experimentally. The n value is determined in consideration of the purpose of use of the heating element and the heat transfer environment. Using the determined n value, the value of p * t n = If the value of p or t is controlled to be constant, the temperature at the surface of the heating element becomes equal.

이하에서는 실험적으로 결정된 n 값과 발열체의 전류경로의 길이 또는 등전위선의 길이 등을 사용하여, 발열체의 표면에서의 온도가 동일하게 될 수 있는 발열체의 두께를 결정하는 방법에 대하여 검토하기로 한다.Hereinafter, a method for determining the thickness of a heating element, which can be the same temperature on the surface of a heating element, using an experimentally determined n value, a length of a current path of the heating element, or a length of the equipotential line.

도 2는 전류가 흐르는 발열체의 개념도이다. A는 일정 부피의 발열체의 임의의 지점을 표시한다. L은 일정 부피의 발열체의 임의의 지점까지의 전류경로의 길이, S는 일정 부피의 발열체의 임의의 지점에서의 등전위선의 길이, to는 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 등전위선의 길이, 그리고 Lo는 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 전류의 경로길이를 표시한다.2 is a conceptual diagram of a heating element through which a current flows. A denotes an arbitrary point of a certain volume of the heating element. S is the length of the equipotential line at a certain point of the heating body of a certain volume, t o is the thickness of the heating body at the reference position of the heating body of a certain volume, S o Represents the length of the equipotential line at the reference position of the heating body of a certain volume, and L o represents the path length of the current at the reference position of the heating body of a constant volume.

발열체의 양단에 인가되는 전압은 전위차에 의하여 발열체 내부로 전류를 흐르게 한다. 전류경로는 전류가 흐르는 선이다. 일정 부피의 발열체의 임의의 지점까지의 전류경로의 길이 L로 표시된다. 전류가 흘러가는 전류경로는 등전위면과 수직하다. 등전위면이란 전기적 부하를 갖는 전하로부터 동일한 전위를 갖는 가상의 곡면을 의미하며, 전류경로는 등전위면과 수직하는 것을 도 2에서 확인할 수 있다. 그리고 등전위면은 무수히 많은 등전위선으로 구성되는 것으로 가정할 수 있으며, 그 길이는 S로 표시된다.The voltage applied to both ends of the heating element causes a current to flow into the heating element due to the potential difference. The current path is a line through which current flows. And the length L of the current path to an arbitrary point of the heating body of a certain volume. The current path through which current flows is perpendicular to the equipotential plane. The equipotential surface means a virtual curved surface having the same potential from the charge having an electrical load, and the current path is perpendicular to the equipotential surface. It can be assumed that the equipotential surface consists of a large number of equipotential lines, and the length is denoted by S.

전류경로가 발열체 내에서 모두 직선인 경우에는 등전위선 역시 직선으로 나타나지만, 전류경로가 곡선인 경우에는 등전위선 역시 곡선을 형성한다. 그리고, 도 2에 도시된 발열체 내에서, 발열체의 두께 방향은 지면과 수직한 방향이다.If the current path is all straight in the heating element, the equipotential line is also shown as a straight line, but if the current path is a curve, the equipotential line also forms a curve. In the heating element shown in Fig. 2, the thickness direction of the heating element is a direction perpendicular to the paper surface.

임의 형상의 발열체의 임의의 지점에서의 임의의 부피를 차지하는 발열체의 발열량은 전류경로길이(L)와 그 지점에서의 등전위면의 면적(또는 등전위선의 길이(S))에 의하여 결정된다.The calorific value of a heating element occupying an arbitrary volume at a certain point in a heating element of arbitrary shape is determined by the current path length L and the area of the equipotential surface at that point (or the length S of the equipotential line).

도체로 구성된 발열체 내부의 전류가 흐르는 가상의 선을 전류경로라고 가정한다. 전류경로의 길이(L)란 일정 부피의 발열체의 임의의 지점까지의 전류경로의 길이라고 이해하면 된다.Assume that a virtual line through which a current flows in a heating element formed of a conductor is referred to as a current path. The length (L) of the current path is understood to be the length of the current path to an arbitrary point of the heating body of a constant volume.

전류경로를 따라서 전류의 밀도(도체(導體)의 단위 면적에 흐르는 전류의 크기. 단위는 A/㎡)가 동일하다면, 다음 식이 성립한다.If the density of the current along the current path (the magnitude of the current flowing in the unit area of the conductor (unit: A / m 2) is the same, the following expression holds.

Figure 112007051651414-pat00005
식(1)
Figure 112007051651414-pat00005
Equation (1)

즉, 단위 전류경로의 길이(L)에 대한 단위 전압(V) 강하량의 비율은 일정함을 의미한다.That is, the ratio of the unit voltage (V) drop to the length (L) of the unit current path is constant.

또한, 식(1)은 아래의 식과 같이 변형될 수 있다. 아래의 식에서 사용되는 변수는 다음과 같다.The equation (1) can be modified as shown in the following equation. The variables used in the following equations are as follows.

여기서,here,

λ는 발열체의 저항상수이며,is the resistance constant of the heating element,

a는 발열체의 전류 경로에 수직한 등전위면의 면적이다.and a is the area of the equipotential surface perpendicular to the current path of the heating element.

L은 단위부피당 전류가 흘러가는 경로의 길이인 전류경로길이를 의미한다.L is the current path length, which is the length of the path through which the current per unit volume flows.

Q는 임의의 지점의 일정부피를 갖는 발열체의 발열량이며,Q is a calorific value of a heating element having a certain volume at an arbitrary point,

P는 임의의 지점의 발열체의 단위부피당 발열량을 의미한다.P means the calorific value per unit volume of the heating element at an arbitrary point.

Figure 112007051651414-pat00006
식(2)
Figure 112007051651414-pat00006
Equation (2)

단위 전류경로의 길이(L)에 대한 단위 전압(V) 강하량의 비율의 제곱은 식(2)에 기재된 바와 같이 전개될 수 있다.The square of the ratio of the unit voltage (V) drop to the length (L) of the unit current path can be developed as described in equation (2).

식(2)에 의하여, 전류경로길이가 발열체 내부에서 일정한 경우의 단위부피당 발열량이 계산된다.According to equation (2), the calorific value per unit volume is calculated when the current path length is constant within the heating element.

Figure 112007051651414-pat00007
는 발열체의 임의의 지점의 일정부피에서의 전기저항을 의미한다. 전기저항은 도체의 전류방향 길이에 비례하고 면적에 반비례하므로 위와 같은 식이 성립한다.
Figure 112007051651414-pat00007
Means the electrical resistance at a certain volume of any point of the heating element. Since the electrical resistance is proportional to the current direction length of the conductor and inversely proportional to the area, the above equation is established.

a·dL은 발열체의 임의의 지점의 일정부피를 의미하며, Vol에 대응한다. 또한, 전류와 저항에 의해 발생되는 발열량(Q)은 발열체 내에서 소비되는 전력에 비례하므로, Q는 다음과 같이 변환될 수 있다.a · dL means a certain volume of an arbitrary point of the heating element and corresponds to Vol. Also, since the amount of heat Q generated by the current and the resistance is proportional to the power consumed in the heat generating element, Q can be transformed as follows.

Figure 112007051651414-pat00008
Figure 112007051651414-pat00008

그러므로 식(2)의 단위 전류경로의 길이(L)에 대한 단위 전압(V) 강하량의 비율의 제곱은 저항상수에 발열체의 단위부피당의 곱인 λ·P로 변환될 수 있다.Therefore, the square of the ratio of the unit voltage (V) drop to the length (L) of the unit current path of the equation (2) can be converted into the resistance constant and the product per unit volume of the heating element.

다시, 식(2)로 돌아와서, 단위부피당 발열량(P)는 전류경로를 따라, 전류밀도(단위길이당 전압강하량)가 일정하게 유지되면, 단위부피당 발열체의 발열량은 일정하게 유지된다는 것을 의미한다.Returning to equation (2), again, the calorific value P per unit volume means that the calorific value of the heating element per unit volume is kept constant along the current path, if the current density (voltage drop per unit length) is kept constant.

그러나, 이와 같은 전류밀도(단위길이당 전압강하량)가 일정하게 유지(단위부피당 발열량이 일정하게 유지)되기 위해서는 발열체의 두께(s)와 전류경로에 수직한 등전위면을 가로지르는 길이인 등전위선의 길이(s)와 아래식의 관계를 만족시켜야 한다.However, in order to keep the current density (the amount of voltage drop per unit length) constant (maintain a constant amount of heat per unit volume), the thickness s of the heating element and the length of the equipotential line (s) with the following formula.

t∝ 1/s 식(3) 1 / s (3)

전류경로를 흐르는 전류에 의하여 형성된 등전위면을 이루는 직선중의 하나인 등전위선의 길이를 s라고 하였다.The length of the equipotential line, which is one of the straight lines forming the equipotential plane formed by the current flowing in the current path, is s.

따라서, 도체로 구성된 발열체 내에서 전류경로의 길이(L)가 동일하다면, 등전위선의 길이(s)가 길어지면, 두께는 얇아져야 되며, 등전위선의 길이(s)가 짧아지면 두께는 두꺼워져야 발열체의 단위부피당 발열량(P)이 일정하여, 결국 발열체 표면 온도를 일정하게 할 수 있다.Therefore, if the length (L) of the current path is the same in the heating element made up of conductors, if the length (s) of the equipotential line is long, the thickness must be thinned. The calorific value P per unit volume is constant, and consequently the surface temperature of the heating element can be made constant.

아래의 식(4)의 단위부피당 발열량은 도체로 구성된 발열체 내부의 전류경로가 일정한 경우에 사용될 수 있는 계산식이다.The calorific value per unit volume in equation (4) below is a formula that can be used when the current path inside the heating element composed of a conductor is constant.

Figure 112007051651414-pat00009
식(4)
Figure 112007051651414-pat00009
Equation (4)

식(4)에 의하면 임의의 지점에서의 발열체의 단위부피당 발열량은 전류경로의 길이(L)의 제곱에 반비례한다는 것을 알 수 있다.According to equation (4), it can be seen that the calorific value per unit volume of the heating element at an arbitrary point is inversely proportional to the square of the length L of the current path.

또한, 식(4)에 기재된 바와 같이, 임의의 두 지점에서의 단위부피당 발열량(P)은 전류경로의 길이(L)가 동일한 경우에만, 발열체 내부에서의 단위부피당 발열량이 동일해진다는 점을 확인할 수 있다.Further, as shown in formula (4), it is confirmed that the calorific power per unit volume at any two points becomes equal to the calorific value per unit volume in the heating element only when the length L of the current path is the same .

따라서, 전류경로의 길이가 일정하지 않은 경우에는 단위부피당 발열량(P)이 일정하지 않으므로, 전류경로의 길이(L)에 따라서, 단위부피당 발열량이 변화된다. 그러므로, 식(4)를 이용하여 표면온도가 동일해지는 두께조건을 계산할 수 없으며, 다시 식(4)를 p * tn = 일정 과의 관계에서 두께를 결정해야 한다.Therefore, when the length of the current path is not constant, the calorific value P per unit volume is not constant, so the calorific value per unit volume is changed according to the length L of the current path. Therefore, not using the equation (4) to calculate the thickness becomes the same condition, the surface temperature, the re-expression (4), p * t n = Determine the thickness in relation to the schedule.

이미 기술한 바와 같이, 발열체의 표면온도가 동일한 값을 가지게 하려면 다음의 식이 성립하도록 설계하면 된다. 아래의 식은 이미 기술한 실험에 의한 도 1에 도시된 실험결과로부터 유도된 식이다.As described above, in order to make the surface temperatures of the heating elements have the same value, it is sufficient to design the following equation. The following equations are derived from the experimental results shown in Fig. 1 by the experiments already described.

Figure 112007051651414-pat00010
식(5)
Figure 112007051651414-pat00010
Equation (5)

여기서, n은 발열체의 발열량과 외부로의 열전달 속도 등을 고려하여 결정되는 값이다. 식(4)와 (5)를 조합하면, 다음의 식을 얻을 수 있다.Here, n is a value determined in consideration of the heat generation amount of the heating element and the heat transfer rate to the outside. By combining equations (4) and (5), the following equations can be obtained.

Figure 112007051651414-pat00011
식(6)
Figure 112007051651414-pat00011
Equation (6)

식(6)에 기재된 바와 같이,As described in formula (6)

tn ∝ L2 식(7)t n ? L 2 Equation (7)

발열체의 두께(t)의 n제곱과 발열체 내의 전류경로의 길이(L)의 제곱은 비례한다.The square of the thickness (t) of the heating element and the length (L) of the current path in the heating element are proportional.

식(3)에서 발열체의 두께와 등전위선의 길이(s)는 반비례하는 관계가 있음을 기술하였다. 따라서, t∝ 1/s 인 식(3)과 t∝L2 /n 인 식(7) 모두를 만족시킬 수 있 는 발열체의 두께(t)는 t∝ 1/s·L2 /n의 관계가 있으며, 구체적으로 발열체의 두께는In equation (3), the thickness of the heating element and the length (s) of the equipotential line are inversely related. Therefore, the thickness (t) of the heating element that satisfies both the equation (3) of 1 / s and the equation (7) of tαL 2 / n is tα 1 / s · L 2 / Specifically, the thickness of the heating element is

Figure 112007051651414-pat00012
식(8)
Figure 112007051651414-pat00012
Equation (8)

식(8)에 규정된 방식으로 결정될 수 있다.Can be determined in the manner specified in equation (8).

여기서, t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

위 식(8)에 의하여 결정되는 발열체의 두께는 등전위선의 길이(s)와 전류경로 길이(L)와의 관계식이다.The thickness of the heating element determined by the above equation (8) is a relational expression of the length (s) of the equipotential line and the current path length (L).

식(8)에 의해 정의된 발열체의 두께(t)는 전류경로의 길이(L)가 일정하지 아니한 경우에 사용되는 식이다.The thickness t of the heating element defined by equation (8) is an equation used when the length L of the current path is not constant.

다음으로, 전류경로의 길이(L)이 발열체 내에서 일정한 경우의 발열체의 두께분포를 결정하는 방법에 대하여 검토하기로 한다.Next, a method for determining the thickness distribution of the heating element when the length L of the current path is constant in the heating element will be examined.

임의의 등전위선을 관통하는 전류의 양은 항상 일정하며, 그 등전위선의 일 정 부피를 갖는 발열체의 발열량은 아래의 식과 같이 발열체에서 소비되는 전력에 비례하므로, 소비전력과 같은 값을 갖는다.The amount of current passing through an arbitrary equipotential line is always constant and the calorific value of a heating element having a constant volume of the equipotential line is proportional to the power consumed in the heating element as shown in the following equation and has the same value as the power consumption.

그러므로, 옴의 법칙에 의하여, Therefore, by Ohm's law,

Figure 112007051651414-pat00013
식(9)
Figure 112007051651414-pat00013
Equation (9)

임의의 위치에서의 일정부피를 갖는 발열체의 발열량(Q)은 식(9)에 의하여 결정될 수 있다.The calorific value Q of a heating element having a certain volume at an arbitrary position can be determined by equation (9).

전류경로와 수직한 등전위면의 면적은 저항 R에 반비례하고, 발열체의 두께(t)와 등전위선(s)의 길이의 곱으로 계산될 수 있다.The area of the equipotential surface perpendicular to the current path is inversely proportional to the resistance R and can be calculated as the product of the thickness t of the heating element and the length of the equipotential line s.

또한, 식(9)를 이용하여 단위부피당 발열량을 구하기 위해 발열량(Q)를 부피(s*t*dl)로 나누면 식(9)는 아래의 식으로 정리된다.In order to obtain the calorific value per unit volume using equation (9), the calorific value (Q) is divided by the volume (s * t * dl) and the equation (9) is summarized as follows.

Figure 112014040542127-pat00025
식(10)
Figure 112014040542127-pat00025
Equation (10)

식(10)으로 계산된 단위부피당 발열량(P)에 발열체의 표면온도가 동일한 값을 갖도록 하기 위한 조건식인 식(5)에 의하면,According to equation (5), which is a conditional expression for making the surface temperature of the heating element equal to the calorific value P per unit volume calculated by equation (10)

Figure 112007051651414-pat00015
식(11)이 성립하고,
Figure 112007051651414-pat00015
Equation (11) holds,

식(11)을 t에 관하여 정리하면The equation (11) can be summarized with respect to t

Figure 112007051651414-pat00016
식(12)
Figure 112007051651414-pat00016
Equation (12)

식(12)를 도출할 수 있다.Equation (12) can be derived.

여기서,t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값이다.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the path of the current in the reference potential equalization line length at the position, L o is the reference position length, S is the isoelectric line of a length at a certain position, L is the path length of the current at any position, n is the heat value of the heating element and It is an experimental value which is determined considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.

식(12)에서도 알 수 있듯이, 전류경로의 길이(L)이 동일한 경우에는 발열체의 등전위선의 길이(s)와 발열체 표면에서의 열전달 성능에 따른 n값에 의하여, 표면온도를 동일하게 할 수 있는 임의의 위치에서의 발열체의 두께(t)를 결정할 수 있다.As can be seen from equation (12), when the length L of the current path is the same, the surface temperature can be made equal by the length s of the equipotential line of the exothermic body and the n value depending on the heat transfer performance at the surface of the exothermic body The thickness t of the heating element at an arbitrary position can be determined.

이와 같은 발열체는 발열장치의 핵심부품으로서 사용되며, 이러한 발열장치는 전류가 인가되어 열을 발생시키는 것이므로, 발열체의 표면온도를 동일한 온도까지 상승시키기 위해서는 전류공급장치(미도시)가 필요하다.Such a heating element is used as a core component of a heating device. Since this heating device applies current to generate heat, a current supply device (not shown) is required to raise the surface temperature of the heating element to the same temperature.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 발열장치의 하나의 예인 냉장고의 제빙장치 및 제빙트레이를 도시하고 있다.FIG. 3 and FIG. 4 show an ice making device and an ice making tray of a refrigerator which is one example of a heat generating device according to the present invention.

본 발명의 발열체로 구성된 제빙트레이(110)에는 물을 급수받아 얼음을 만드 는 공간이 형성된다. 구체적으로, 상기 제빙트레이(110)는 얼음을 만들기 위한 물을 수용하며, 그 상부에 물이 공급되고 상기 얼음이 분리되기 위한 개구부가 형성되는 적어도 하나의 수용부(112)를 포함한다. 즉, 상기 제빙트레이(110)는 상기 수용부(112)가 복수 개 형성된, 수용부(112)의 집합체로 이루어질 수 있다.The ice making tray 110, which is composed of the heating element of the present invention, is provided with a space for receiving ice to make ice. Specifically, the ice-making tray 110 includes at least one receiving portion 112 receiving water for making ice, and water is supplied to the upper portion and an opening for separating the ice is formed. That is, the ice-making tray 110 may be an aggregate of the accommodating portions 112 formed with a plurality of the accommodating portions 112.

여기서, 상기 제빙트레이(110)는 상기 복수 개의 수용부(112)가 일렬로 정렬되도록 구성될 수도 있고, 상기 일렬로 정렬된 복수 개의 수용부(112)가 여러 줄 나란히 구비되는 것도 가능하다. 각각의 수용부(112)는 전술한 발열체로 구성하며, 상기 발열체의 두께를 전술한 방법에 의하여 결정하면, 전류 인가시 상기 수용부(112)의 표면온도를 균일하게 할 수 있다.Here, the ice-making tray 110 may be configured such that the plurality of receiving portions 112 are aligned in a row, and the plurality of receiving portions 112 aligned in a row may be arranged in a row. Each of the accommodating portions 112 is formed of the above-described heating element. If the thickness of the heating element is determined by the above-described method, the temperature of the surface of the accommodating portion 112 can be made uniform when a current is applied.

상기 수용부(112)는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(112)는 반구 형태로 이루어질 수 있고, 큐브 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 사용자의 취향과 구미에 맞는 모양을 가지는 얼음이 제조될 수 있도록 다양한 형태의 수용부(112)를 갖는 제빙트레이(110)가 제공될 수 있다. 물론, 별 모양이나 하트 모양 등 좀 더 복잡한 형태를 갖는 수용부(112)가 구비될 수 있음도 이해 가능하다.The receiving portion 112 may have various shapes. Specifically, the receiving portion 112 may have a hemispherical shape or a cube shape. An ice-making tray 110 having various types of receiving portions 112 may be provided so that ice having a shape suitable for a user's taste and taste can be produced. Of course, it is also understandable that a receiving portion 112 having a more complicated shape such as a star shape or a heart shape can be provided.

한편, 본 발명에 따른 제빙장치(100)는 상기 제빙트레이(110)에 수용된 물이 냉기를 받아 제빙된 경우, 제빙된 얼음을 상기 제빙트레이(110)로부터 분리시키도록 상기 제빙트레이(110)를 이빙 위치로 이동시키기 위한 이동부를 구비한다.The ice making apparatus 100 according to the present invention includes the ice making tray 110 so as to separate ice from the ice making tray 110 when water contained in the ice making tray 110 is cooled by ice, And a moving part for moving the moving part to an idling position.

여기서, 상기 이동부는 상기 제빙트레이(110)를 직선 이동시키도록 구비될 수 있지만, 바람직하게는 상기 제빙트레이(110)를 회전 이동시키도록 구비될 수 있 다. 즉, 상기 이동부는 상기 제빙트레이(110)를 상기 제빙트레이(110)의 길이 방향(길이 방향이라 함은 상기 수용부(112)가 일렬로 늘어선 방향을 의미한다)의 중심축에 대하여 회동시킴으로써, 상기 제빙트레이(110)의 수용부(112)의 개구된 상방이 하방을 향하도록 회전 이동시키는 것이 바람직하다.Here, the moving unit may be provided to linearly move the ice-making tray 110, but may be provided to rotate the ice-making tray 110. That is, the moving unit rotates the ice-making tray 110 with respect to the center axis of the ice-making tray 110 in the longitudinal direction (the longitudinal direction refers to the direction in which the receiving portions 112 are arranged in a line) It is preferable that the opening upper portion of the accommodating portion 112 of the ice-making tray 110 rotates downward.

전술한, 발열체의 두께를 결정하는 방법은 제빙트레이(110)의 각각의 수용부(112)의 형상과 두께를 결정하는데 사용된다. 즉 형상이 결정된 수용부(112)의 양단에 동일한 전압이 걸린다면, 각각의 수용부(112)의 두께분포는 각각의 수용부(112)의 전류경로와 등전위선의 길이에 따라서 결정될 수 있다.The above-described method of determining the thickness of the heating element is used to determine the shape and thickness of each receiving portion 112 of the ice-making tray 110. [ The thickness distribution of each receiving portion 112 can be determined according to the current path of the respective receiving portions 112 and the length of the equipotential lines if the same voltage is applied to both ends of the receiving portion 112 whose shape is determined.

본 발명에 따른 발열체로 구성될 수 있는 제빙트레이(110)는 전류에 의하여 트레이를 가열하여, 제빙트레이(110)로부터 얼음을 용이하게 이빙하기 위한 목적으로 사용될 수 있으므로, 얼음을 이빙하는 경우에 제빙트레이(110)로부터 얼음이 분리되기 용이하게 얼음과 발열체로 구성된 제빙트레이(110)의 접촉면을 가열하여 얇은 수막층을 형성한다.The ice making tray 110, which can be formed of the heating body according to the present invention, can be used for the purpose of easily heating ice from the ice tray 110 by heating the tray by electric current. Therefore, The contact surface of the ice-making tray 110 made of ice and the heat-generating body is heated to easily separate ice from the tray 110 to form a thin water film layer.

수막층을 형성하면, 제빙트레이 내의 얼음은 분리하는데 큰 힘이 필요하지 않다. 큰 힘이 필요하지 않고, 경우에 따라서 제빙트레이(110)를 회전시키는 경우에는 자동으로 제빙트레이(110)로부터 분리되어 낙하될 수 있다.When the water film layer is formed, the ice in the ice-making tray does not require a large force for separation. A large force is not required, and when the ice-making tray 110 is rotated in some cases, it can be automatically separated from the ice-making tray 110 and dropped.

그러므로, 상기 이동부는 상기 제빙트레이(110)의 길이 방향 양단과 축결합되는 회전부재(122)와, 상기 회전부재(122) 일측에 상기 회전부재(122)와 함께 상기 제빙트레이(110)를 회동시키기 위한 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제빙이 완료되면, 상기 모터가 구동되어 상기 회전부재(122)와 결합되어 있는 상기 제빙트레이(110)를 회동시킨다. 물론, 상기 회전부재(122)는 고정되고 상기 모터가 상기 제빙트레이(110)만을 회동시키도록 구성되는 것도 가능하다.Therefore, the moving unit includes a rotating member 122 that is axially coupled to both ends of the ice-making tray 110 in the longitudinal direction, and a rotating member 122, which rotates the ice-making tray 110 together with the rotating member 122 (Not shown). Accordingly, when the ice-making is completed, the motor is driven to rotate the ice-making tray 110 coupled to the rotating member 122. Of course, it is also possible that the rotating member 122 is fixed and the motor rotates only the ice-making tray 110.

상기 제빙트레이(110)의 회전각이 상기 범위 내이면, 얼음이 분리되면서 얼음 자체의 자중에 의해 상기 제빙트레이(110)로부터 낙하하여 다른 기구에 의한 추가적 이동 없이 얼음을 저장하는 아이스 뱅크(미도시) 등, 사용자가 원하는 공간에 바로 얼음이 수용될 수 있다.When the rotation angle of the ice-making tray 110 is within the above-mentioned range, ice is separated from the ice-making tray 110 due to its own weight and stored in an ice bank (not shown) ), Ice can be received immediately in a space desired by the user.

상기 이동부의 일측에는 상기 제빙트레이(110)로 물을 공급하기 위한 급수부가 제공된다. 상기 급수부는 물이 저장되는 저장용기(132)와, 상기 저장용기(132)에 수용된 물을 상기 제빙트레이(110)에 물을 공급하는 급수관(134)을 포함하여 구성될 수 있다.A water supply unit for supplying water to the ice-making tray 110 is provided at one side of the moving unit. The water supply unit may include a storage container 132 for storing water and a water supply pipe 134 for supplying water stored in the storage container 132 to the ice-making tray 110.

상기 저장용기(132)는 예를 들어, 급수호수(136)와 연결되어 외부로부터 물을 공급받을 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 급수관(134)과 저장용기(132)가 연결되는 부분에는 개폐수단(미도시)이 구비되어 상기 제빙트레이(110)에 급수가 필요한 경우에만 물이 유동하도록 제어될 수 있다.The storage vessel 132 may be connected to, for example, a water supply lake 136 to receive water from the outside. An opening / closing unit (not shown) is provided at a portion where the water supply pipe 134 and the storage container 132 are connected to each other so that water can be controlled to flow only when water is required to the ice-making tray 110.

여기서는 상기 제빙트레이(110)는 발열체로 이루어지고, 상기 제빙트레이(110)에 전류 인가함으로써, 상기 얼음을 녹여 제빙트레이(110)로부터 분리하는 방식이 제시된다. Here, the ice-making tray 110 is formed of a heating body, and a current is applied to the ice-making tray 110 to dissolve the ice and separate the ice from the ice-making tray 110.

이 경우, 상기 가열부는 상기 제빙트레이(110)에 전류를 공급할 수 있는 전류공급장치(142)로 이루어질 수 있다. 상기 전류공급장치(142)는 파워 서플라이(143)와 입력제어장치(144)로 구성될 수 있다. 입력제어장치는 전류의 인가를 조 절하는 스위치를 포함한다.In this case, the heating unit may include a current supply unit 142 that can supply current to the ice-making tray 110. The current supply device 142 may include a power supply 143 and an input control device 144. The input control device includes a switch for controlling the application of the current.

전류공급장치(142)는 발열체 양단의 전극에 연결되어 발열체에 전류를 공급한다. 또한, 이 제빙장치 내의 제빙트레이에는 전류가 지속적으로 공급되는 것이 아니라 필요한 경우에 선택적으로 전류를 공급하는 것이 바람직하다.The current supply device 142 is connected to the electrodes on both ends of the heating element to supply current to the heating element. Further, it is preferable that current is not continuously supplied to the ice-making tray in the ice-making apparatus, but current is selectively supplied when necessary.

또한, 상기 전류공급장치에 의하여 인가되는 전류는 펄스 형태의 전류로 공급될 수 있다.In addition, the current applied by the current supply device can be supplied in a pulse-like current.

이미 설명한 바와 같이, 발열체로 구성된 제빙트레이(110)에 의한 발열은 냉동이 완료된 얼음을 제빙트레이(110)로부터 분리하는데, 사용될 수 있으므로, 냉동시에는 발열장치에 전류가 인가되어서는 안된다.As described above, since heat generated by the ice-making tray 110 composed of a heating element can be used to separate frozen ice from the ice-making tray 110, no current should be applied to the heat-generating device during freezing.

그러므로, 제빙트레이(110) 내에 물의 공급과 얼음의 냉동이 수작업에 의하여 이루어지는 경우에는 제빙트레이(110)로부터 얼음의 분리작업 역시 수동으로 진행될 것이다. 그러므로, 상기 전류공급장치에는 전류의 공급을 제어할 수 있는 스위치를 설치하는 것이 바람직하다.Therefore, when water is supplied into the ice-making tray 110 and ice is frozen manually, the operation of separating the ice from the ice-making tray 110 will also be manually performed. Therefore, it is preferable to provide a switch capable of controlling the supply of current to the current supply device.

그리고, 물의 공급과 제빙 등의 작업이 자동으로 이루어지는 경우에는 냉장고의 제어부(미도시)에서 얼음 냉동과정의 완료 또는 비축된 얼음의 소비신호 등을 작동신호로 사용하여, 상기 발열장치의 스위치를 개폐하는 신호를 발생시킬 수 있다.When the operation such as water supply and ice-making is automatically performed, the control unit (not shown) of the refrigerator uses the completion of the ice-cooling process or the consumption signal of the reserved ice as an operation signal, Can be generated.

상기한 바와 같이, 상기 제빙트레이(110)는 전류가 흐를 수 있도록 발열체로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제빙트레이(110)는 전기 전도성이 높은 재질인 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 스테인리스 합금이나 알루미늄 합금 등 의 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 제빙트레이(110)에 전극(114)을 연결하여 전류를 가해줌으로써, 짧은 시간에 제빙트레이(110)를 균일하게 발열시킬 수 있다.As described above, it is preferable that the ice-making tray 110 is made of a heating element so that current can flow. That is, the ice-making tray 110 may be made of a material such as copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), stainless steel, aluminum alloy or the like having high electrical conductivity. By connecting the electrode 114 to the ice-making tray 110 and applying a current thereto, the ice-making tray 110 can be uniformly heated in a short time.

본 발명의 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 발열체로 제작되는 수용부는 각각의 전류경로의 길이가 다른 경우에는 수학식 1 또는 식(8)에 의하여 두께를 결정할 수 있음은 이미 살펴보았다.In one embodiment of the present invention, it has been described that the thickness of the receiving portion made of the heating element according to the present invention can be determined by Equation (1) or (8) when the length of each current path is different.

구체적으로, 상기 제빙트레이(110)는 양단에 전극(114)이 삽입되고 상기 전극(114)에 전기회로(미도시)가 연결됨으로써 상기 제빙트레이(110)에 전류가 흐를 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 회전부재(122) 내부에 상기 양 전극(114)을 연결하는 전기회로가 내장될 수 있다.Specifically, an electrode 114 is inserted at both ends of the ice-making tray 110, and an electric circuit (not shown) is connected to the electrode 114 so that current can flow through the ice-making tray 110. At this time, an electric circuit for connecting the two electrodes 114 may be installed inside the rotary member 122.

상기 제빙트레이(110)에 일정 시간 펄스가 가해지면서 열이 발생하면, 상기 제빙트레이(110)의 수용부(112)와 상기 수용부(112)에 형성된 얼음의 접촉면, 즉 발열체로 구성된 제빙트레이(110)의 외표면에서부터 얼음이 녹게 된다. 그러면, 상기 수용부(112)에 달라붙어 있던 얼음이 수용부(112)로부터 분리되며, 상기와 같이, 제빙트레이(110)가 하방을 향하도록 회전되어 있는 상태에서, 얼음이 자중에 의하여 제빙트레이(110)로부터 낙하하게 된다.When a heat is generated by applying a pulse to the ice-making tray 110 for a predetermined period of time, a contact surface of the ice formed on the receiving portion 112 of the ice-making tray 110 and the ice-receiving portion 112, 110 from the outer surface of the ice. Then, the ice sticking to the receiving portion 112 is separated from the receiving portion 112. In the state where the ice-making tray 110 is rotated downward as described above, (110).

이때, 상기 제빙트레이(110)의 발열량 조절은 파워 서플라이(143)에 의해 공급되는 전류가 입력제어장치(144)에 의하여 펄스 형태로 인가됨으로써 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 입력제어장치(144)는 저항회로, Triac회로나 Coil회로 등으로 구성될 수 있다.At this time, the heating amount of the ice-making tray 110 may be controlled by applying a current supplied by the power supply 143 to the input controller 144 in a pulse form. Here, the input controller 144 may be constituted by a resistor circuit, a Triac circuit, a coil circuit, or the like.

이러한 발열장치의 하나의 실시예인 제빙장치는 단지 제빙의 목적만이 아니 라 빙과류의 제조장치 등에도 사용될 수 있으며, 어는점 이하에서 냉동결합된 물질을 분리시켜야 하는 상황이 예상되는 경우에도 사용될 수 있다는 것은 쉽게 예측할 수 있다.An icemaker, which is an embodiment of such a heating device, can be used not only for ice making but also for ice cream manufacturing equipments, etc., and can also be used when it is expected that a frozen- It is easily predictable.

본 발명에 따른 발열장치가 사용될 수 있는 예는 많은 종류가 있으나, 가정용 냉장고에서 본 발명에 따른 발열장치를 포함하는 제빙장치를 포함하는 냉장고를 쉽게 구현할 수 있다.Although there are many kinds of examples in which the heating device according to the present invention can be used, a refrigerator including an icemaker including a heating device according to the present invention can easily be implemented in a domestic refrigerator.

본 발명에 따른 냉장고는 제빙을 자동화할 수도 있으며 그 자동화에 필요한 이빙작업을 도울 수 있다. 또한, 자동화된 제빙동작이 아니더라도, 제빙이 완료된 얼음을 제빙트레이로부터 이빙하려는 경우에, 선택적으로 제빙트레이에 전류를 인가시킴으로써, 얼음을 제빙트레이로부터 분리하는 것을 도와, 사용자에게 편리함을 줄 수 있다.The refrigerator according to the present invention can automate ice making and can assist the ice making operation required for its automation. In addition, even when the automatic ice-making operation is not performed, the ice is selectively separated from the ice-making tray by applying an electric current to the ice-making tray when the ice-making operation is to be released from the ice-making tray.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 발열체의 두께결정을 위한 실험 결과 그래프1 is a graph showing an experimental result for determining the thickness of a heating element of the present invention

도 2는 본 발명의 발열체의 개념도2 is a conceptual diagram of a heating element of the present invention

도 3은 본 발명에 따른 발열장치의 하나의 실시예인 제빙장치FIG. 3 is a view showing an example of the structure of the ice making device according to the embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 발열체의 실시예로서의 제빙트레이의 사시도이다.4 is a perspective view of an ice-making tray as an embodiment of a heating element of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

L : 일정 부피의 발열체의 임의의 지점에서의 전류경로의 길이 L is the length of the current path at any point in a constant volume heating element

S : 일정 부피의 발열체의 임의의 지점에서의 등전위선의 길이S: length of equipotential line at any point of a constant volume heating element

A : 일정 부피의 발열체의 임의의 지점A: An arbitrary point of a constant volume heating element

to : 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 발열체 두께t o : heating element thickness at a reference position of a constant volume heating element

So : 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 등전위선의 길이S o : The length of the equipotential line at the reference position of a constant volume heating element

Lo : 일정 부피의 발열체의 기준위치에서의 전류의 경로길이L o : The path length of the current at the reference position of a constant volume heating element

100 : 제빙장치 110 : 제빙트레이100: Ice-making device 110: Ice-

112 : 수용부 114 : 전극112: accommodating portion 114: electrode

122 : 회전부재 132 : 저장용기122: rotating member 132: storage container

134 : 급수관 142 : 전류공급장치134: water pipe 142: current supply device

143 : 파워 서플라이 144 : 입력제어장치143: power supply 144: input control device

Claims (10)

임의의 형상을 가지는 발열체에 전압을 가하여 전류를 공급하는 전류공급단계; 및A current supplying step of applying a voltage to a heating element having an arbitrary shape to supply a current; And 상기 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 상기 발열체의 표면온도를 균일하게 하기 위한 상기 발열체의 두께를 결정하는 두께 결정단계를 포함하고,And a thickness determining step of determining a thickness of the heating element for making the surface temperature of the heating element uniform based on a path length of the current flowing through the heating element and an equipotential line, 상기 두께 결정단계에서 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 1에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 발열체의 제작방법.Wherein the thickness of the heating element in the thickness determining step is determined by the following equation (1). [수학식 1][Equation 1]
Figure 112014040542127-pat00017
Figure 112014040542127-pat00017
여기서, t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값.Here, t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o is the length of the equipotential line at the reference position, L o is the path length of the current at the reference position, Where L is the path length of the current at an arbitrary position, and n is the experimental value determined by considering the heat generation amount of the heat emission element and the heat transfer between the heat emission element and the periphery.
삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 n 값은 0 보다는 크고 1 보다는 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 발열체의 제작방법.Wherein the value of n is greater than 0 and less than 1. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 두께 결정단계에서 상기 전류 경로의 길이가 동일한 경우에 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 2에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 발열체의 제작방법.Wherein the thickness of the heating element is determined by the following equation (2) when the length of the current path is the same in the thickness determination step. [수학식 2]&Quot; (2) &quot;
Figure 112007051651414-pat00018
Figure 112007051651414-pat00018
여기서,t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o Is the length of the equipotential line at the reference position, S is the length of the equipotential line at an arbitrary position, and n is the empirical value determined by considering the heat generation amount of the heating element and the heat transfer between the heating element and the surroundings.
임의의 형상을 가지는 발열체; 및A heating element having an arbitrary shape; And 상기 발열체의 표면온도가 균일하게 유지되도록 하기 위하여 상기 발열체에 전류를 공급하는 전류공급장치를 포함하며,And a current supplying device for supplying a current to the heating element so that the surface temperature of the heating element is uniformly maintained, 상기 발열체의 두께는 상기 발열체에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 결정되는 발열장치.Wherein a thickness of the heating element is determined based on a path length and an equipotential line of a current flowing in the heating element. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 전류공급장치는 상기 발열체의 양단에 설치되는 전극들과 상기 전극들에 전압을 선택적으로 공급하여 상기 발열체에 흐르는 전류 공급시간을 제어하기 위한 스위치를 포함하는 발열장치.Wherein the current supply device includes electrodes provided at both ends of the heating element and a switch for selectively supplying a voltage to the electrodes and controlling a current supply time of the current flowing to the heating element. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 전류 공급시간은 주기적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 발열장치.Wherein the current supply time period is set periodically. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 1에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 발열장치.Wherein the thickness of the heating element is determined by the following equation (1).
Figure 112007051651414-pat00019
Figure 112007051651414-pat00019
여기서, t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길 이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값.Where t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o L is the path length of the current at an arbitrary position, n is the heat generation amount of the heating element, and L is the length of the electric current at the reference position, L o is the path length of the current at the reference position, S is the length of the equipotential line at an arbitrary position, And an experimental value determined by considering the heat transfer between the heating element and the surroundings.
제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 전류 경로의 길이가 동일한 경우에 상기 발열체의 두께는 하기의 수학식 2에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 발열장치.And the thickness of the heating element is determined by the following equation (2) when the length of the current path is the same.
Figure 112014040542127-pat00020
Figure 112014040542127-pat00020
여기서,t는 임의의 위치에서의 발열체의 두께, to는 기준위치에서의 발열체 두께, So 는 기준위치에서의 등전위선의 길이, Lo는 기준위치에서의 전류의 경로길이, S는 임의의 위치에서의 등전위선의 길이, L은 임의의 위치에서의 전류의 경로길이, n은 발열체의 발열량과 발열체와 주위와의 열전달을 고려하여 결정되는 실험값.Here, t is the thickness of the heating element at an arbitrary position, t o is the thickness of the heating element at the reference position, S o is the length of the equipotential line at the reference position, L o is the path length of the current at the reference position, Where L is the path length of the current at an arbitrary position, and n is the experimental value determined by considering the heat generation amount of the heat emission element and the heat transfer between the heat emission element and the periphery.
얼음이 형성되는 공간을 제공하며 임의의 형상을 가지는 트레이;A tray providing a space in which ice is formed and having an arbitrary shape; 상기 얼음과 접촉하는 트레이의 표면온도가 균일하게 유지되도록 하면서 열을 발생시키는 상기 트레이에 전류를 공급하는 전류공급장치; 및A current supplying device for supplying current to the tray that generates heat while maintaining a surface temperature of the tray in contact with the ice uniformly; And 상기 트레이에 접촉하는 얼음표면이 녹은 후에 상기 얼음을 상기 트레이로부터 제거하기 위한 이빙장치를 포함하며,And an ice device for removing the ice from the tray after the ice surface contacting the tray melts, 상기 트레이의 두께는 상기 트레이에 흐르는 전류의 경로길이와 등전위선을 바탕으로 결정되는 냉장고.Wherein the thickness of the tray is determined based on a path length of the current flowing through the tray and an equipotential line.
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