KR101540654B1 - 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인리스 재질의 기판을 이용한 평면 히터 구조로서, 디스플레이용 글라스, 2차 전지 필름 등의 오븐 또는 건조 공정의 장비 등 대면적의 가열에 대응하기 위해 작은 여러 개의 단위 히터들을 조합하여 대면적 히터 모듈을 구성하기 위한 히터의 도체 패턴과 인접한 단위 히터 간의 연결 구조를 개발함으로써, 대면적 전체의 균일한 가열을 위해 필요에 따라 인접한 히터들과 연결하거나 분리하는 것이 가능한 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는, 스테인리스 후막형 히터에 있어서, 상하 또는 좌우로 배치되는 여러 개의 히터와 병렬로 연결할 수 있도록 히터의 상부 둘레의 일측에 1개 이상의 도체가 형성되고, 상기 히터의 모서리부에 접속단자가 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

스테인리스 후막형 히터의 패턴구조{Pattern structure of heater on stainless plate}

본 발명은 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인리스 재질의 기판을 이용한 평면 히터 구조로서, 디스플레이용 글라스, 2차 전지 필름 등의 오븐 또는 건조 공정의 장비 등 대면적의 가열에 대응하기 위해 작은 여러 개의 단위 히터들을 조합하여 대면적 히터 모듈을 구성하기 위한 히터의 도체 패턴과 인접한 단위 히터 간의 연결 구조를 개발함으로써, 대면적 전체의 균일한 가열을 위해 필요에 따라 인접한 히터들과 연결하거나 분리하는 것이 가능한 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 관한 것이다.

일반적으로 후막형 히터는 다양한 기판(철판, 유리, 세라믹 등) 위에 고기능성 발열체를 인쇄기법으로 제작되어 얇고 가벼운 특징과 열효율을 극대화시킨 판상 발열체로서, 주로 산업용(예 : Hot press, 디젤자동차 연료 예열기, wafer 예열용 히터 등), 가정용(예 : 이미용 고데기, 소형 가습장치용, 온열 피부 마사지용 히터, 난방용, cook top 등), 의료용(예 : 국부 가열 장치, 피부 치료용 히터) 등으로 사용되고 있다.

특히, 후막형 히터는 공간이 좁고 내구성 또는 내화학성이 요구되는 용도(반도체 산업용, 가정용, 군사, 우주항공 등)에 적합하고 히터 표면에 균일한 온도가 필요한 곳에 발열체로 사용할 수 있다.

이러한 후막형 히터 중 스테인리스 재질로 이루어진 스테인리스 후막형 히터는 평면 히터 구조로서 가볍고 작은 공간에 설치가 가능하며, 기판이 스테인리스 재질로 이루어져 열 충격 및 물리적 충격에 강하다. 또한, 표면에 고온 세라믹 코팅이 되어 있어 발열물질이 산화되지 않아 수명이 반영구적이고 파티클이 발생하지 않는다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스테인리스 후막형 히터는 스테인리스 재질로 이루어지는 기판(100)과, 상기 기판(100)의 상부에 전기적 절연을 위해 형성되는 절연유전체(200)와, 상기 절연전체(200)의 상부에 박막 형태로 형성되어 외부로부터 전원을 공급받아 전기 저항에 의하여 고온 발열되는 발열체(300)와, 상기 발열체(300)의 일측에 형성되어 외부 전원을 상기 발열체(300)로 균일하게 공급하는 도체(400)와, 상기 도체(400)에 연결되어 외부 전원을 공급하는 단자(500)를 포함하여 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스테인리스 후막형 히터는 히터 하나에 전선이 2가닥이 연결되기 때문에 수십 개 또는 수백 개의 작은 단위 히터들을 연결한 대면적 히터 모듈을 만들기 위해 작은 여러 개의 단위 히터를 연결 구성한 모듈 제작 시 작은 여러 개의 히터들 각각에 전선이 연결됨에 따라 많은 전선들을 필요로 함에 따라 이를 처리하기가 어렵다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 히터의 도체 패턴 구조와 단위 히터 간의 도체 연결 방식으로 제작할 시 서로 인접하는 히터와 전선을 통하지 않고 연결 악세서리(도체)를 통해 바로 연결할 수 있는 구조로서, 전선의 사용 개수를 줄여 여러 개의 히터를 연결할 수 있는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대면적 히터 모듈을 구성하여 대면적의 가열 대상을 균일하게 가열하기 위하여, 일정 영역의 히터들끼리 결합하여 제어될 수 있도록 인접한 히터들을 연결하거나 분리를 용이하게 하는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는, 스테인리스 후막형 히터에 있어서, 상하 또는 좌우로 배치되는 여러 개의 히터와 병렬로 연결할 수 있도록 히터의 상부 둘레의 일측에 1개 이상의 도체가 형성되고, 상기 히터의 모서리부에 접속단자가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는 히터의 패턴 구조와 도체의 연결 방식으로 제작할 시 서로 인접한 히터와 전선을 통하지 않고 연결 악세서리(도체)를 통해 바로 연결할 수 있는 구조로서, 전선의 사용 개수를 줄여 여러 개의 히터를 연결할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는 디스플레이용 글라스, 2차 전지 필름 등의 오븐 또는 건조 공정의 장비 등 대면적의 가열 대상의 균일한 가열에 대응하기 위한 인접한 히터들을 연결하거나 분리를 용이하게 하여 일정 영역의 히터들끼리 결합하여 제어할 수 있도록 구성하기가 편리하다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 의한 도체 연결 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 의한 실시 가능한 도체 패턴을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터에 연결 접속되는 전원단자를 도시한 분리사시도.
도 5는 도 4에 따른 전원단자의 결합 상태를 도시한 단면도.
도 6 및 도 7은 종래의 기술을 도시한 도면.

본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는, 스테인리스 후막형 히터에 있어서, 상하 또는 좌우로 배치되는 여러 개의 히터와 병렬로 연결할 수 있도록 히터의 상부 둘레의 일측에 1개 이상의 도체가 형성되고, 상기 히터의 모서리부에 접속단자가 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도체는 한 쌍의 직선 패턴이 서로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도체는 한 쌍의 직각 패턴이 서로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도체는 1개의 직선 패턴과 1개의 직각 패턴이 조합되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접속단자는 전원단자에 의해 고정되어 서로 이웃하는 히터와 연결 접속되며, 상기 전원단자는 히터의 단자에 부착되는 너트와, 상기 너트에 결합되어 상기 접속단자의 하부에 접속되는 링 형태의 전도성 연결체와, 상기 접속단자의 상부에 구비되는 스프링와셔와, 상기 스프링와셔의 상부에 결합되는 세라믹와셔와, 상기 세라믹와셔, 스프링와셔, 접속단자, 전도성 연결체를 차례로 관통하여 상기 너트에 체결되는 고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 의한 도체 연결 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 의한 실시 가능한 도체 패턴을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터에 연결 접속되는 전원단자를 도시한 분리사시도이며, 도 5는 도 4에 따른 전원단자의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는 스테인리스 후막형 히터에 있어서, 상하 또는 좌우로 배치되는 여러 개의 히터(1)와 병렬로 연결할 수 있도록 히터(1)의 상부 둘레의 일측에 1개 이상의 도체(2)가 형성되고, 상기 히터(1)의 모서리마다 각각 2개씩 총 8개의 단자(11)가 구성되어 있으며, 상기 단자(11)에서 접속단자(3)를 통해 인접하는 히터와 연결되는 것이다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 상기 스테인리스 후막형 히터는 스테인리스 재질로 이루어지는 기판(12)과, 상기 기판(12)의 상부에 전기적 절연을 위해 형성되는 절연유전체(13)와, 상기 절연유전체(13)의 상부에 박막 형태로 형성되어 외부로부터 전원을 공급받아 전기 저항에 의하여 고온 발열되는 발열체(14)와, 상기 발열체(14)의 일측에 형성되어 외부 전원을 상기 발열체(14)로 균일하게 공급하는 도체(2)와, 상기 도체(2)에 연결되어 외부 전원을 공급하는 단자(11)를 포함한다.

상기 단자(11)는 히터의 각 모서리부에 1개 또는 1개 이상으로 구비되며, 발열체(14)에 공급되는 전류량을 충분히 수용할 수 있도록 충분히 두껍게 형성되는 것이 바람직하고, 전류가 잘 흐르는 귀금속 중 백금, 금, 은 및 이들의 조합에 의한 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 기판(12)은 스테인리스 재질로 이루어지므로 발열체(14)와의 결합 및 절연을 위하여 기판(12) 상에 유리분말을 도포하거나 혹은 유리기판으로 이루어진 절연유전체(13)를 형성한 다음, 상기 기판(12)에 발열체(14)를 부착하게 된다.

상기 절연유전체(13)는 열전도도가 빠를수록 발열체(14)에서 발열된 열이 도체(2)까지 전달되는 속도가 빠르므로, 절연유전체(13)의 두께는 얇을수록 좋으며 상기 발열체(14)와 도체(2) 간의 전기적 절연이 확보되는 최소한의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 발열체(14)는 저항 발열 방식으로 열을 발생시킬 수 있는 것으로, 상기 발열체(14)와 연결된 도체(2)에 직류 혹은 교류 전압을 인가하여 발열체(14)를 통하여 일정량의 전류가 흘러가서 열이 발생하게 된다.

상기 발열체(14)는 상기 절연유전체(13)의 일측 가장자리에서 중앙으로 나선 형태로 선회하다가 다시 중앙에서 대각선 방향인 상기 절연유전체(13)의 타측 가장자리로 선회하는 순환 구조로 형성된다. 또한, 상기 도체(2)는 상기 발열체(14)의 단부에 연결 접속되어 가장 외측에 위치한 발열체(14)와 평행이 되게 배치된다. 상기 발열체(14)는 나선 형태로 특별히 한정되는 것은 아니며 얼마든지 변형 가능하다.

한편, 상기 스테인리스 후막형 히터의 일측에는 스크린 인쇄 혹은 에칭과 같은 반도체 공정을 통해 형성되어 발열온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 온도센서는 상기 발열체(14)에 의한 발열온도를 감지하여 제어부(미도시)로 전송하게 된다. 상기 제어부는 외부 전원을 상기 발열체(14)에 전달하여 열에너지로 변환되도록 전기에너지의 양을 조절하여 발열온도를 조절하게 된다.

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도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에서 상기 도체(2)는 한 쌍의 직선 패턴이 서로 대응되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 도체(2)는 한 쌍의 직각 패턴이 서로 대응되게 배치될 수도 있다.

또한, 상기 도체(2)는 1개의 직선 패턴과 1개의 직각 패턴이 조합되어 배치될 수도 있다.

상기의 여러 실시예로 실시 가능한 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조는, 디스플레이용 글라스, 2차 전지 필름 등의 오븐 또는 건조 공정의 장비 등 대면적의 가열에 대응하기 위하여 도체(2)의 패턴과 인접한 단위 히터 간의 연결 구조를 개발함으로써 전선의 사용 개수를 줄여 여러 개의 히터를 연결할 수 있고 어느 위치에서든 도체(2)의 연결을 용이하게 할 수 있다.
즉, 도2에 도시된 바와 같이 히터의 단자(11)와 인접된 히터의 단자(11)가 필요에 따라 접속단자(3)에 의해 서로 도체로 연결되어 여러 개의 히터가 병렬 연결된다.

특히, 히터(1)의 패턴 구조와 도체(2)의 연결 방식으로 제작할 시 서로 인접하는 히터(1)와 전선을 통하지 않고 도체(2)를 통해 바로 연결할 수 있는 장점이 있다.

또한, 디스플레이용 글라스, 2차 전지 필름 등의 오븐 또는 건조 공정의 장비 등 대면적의 균일한 가열에 대응하기 위하여 인접한 히터들을 연결하거나 분리하기 용이하여 일정 영역의 히터들끼리 결합하여 제어할 수 있도록 구성하기가 편리하다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접속단자(3)는 전원단자(4)에 의해 고정되어 서로 이웃하는 히터와 연결 접속되며, 상기 전원단자(4)는 히터(1)의 단자(11)에 부착되는 너트(41)와, 상기 너트(41)에 결합되어 상기 접속단자(3)의 하부에 접속되는 링 형태의 전도성 연결체(42)와, 상기 접속단자(3)의 상부에 구비되는 스프링와셔(43)와, 상기 스프링와셔(43)의 상부에 결합되는 세라믹와셔(44)와, 상기 세라믹와셔(44), 스프링와셔(43), 접속단자(3), 전도성 연결체(42)를 차례로 관통하여 상기 너트(41)에 체결되는 고정볼트(45)로 구성된다.

상기 전원단자(4)는 상기 히터(1)의 단자(11)에 연결 접속되어 상기 발열체(14)에 전원을 공급하는 역할을 한다.

특히, 상기 세라믹와셔(44)는 전도성이 없어 전원 연결을 차단하는 역할을 하며, 상기 스프링와셔(43)는 열로 인해 고정볼트(45)가 헐거워지는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 세라믹와셔(44) 및 스프링와셔(43)를 상기 고정볼트(45), 너트(41)에 의해 단자(11)에 조임으로써 단자(11)에서 노출되어 있는 발열체(14)의 표면에 밀착시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 전원단자(4)는 여러 개의 히터를 연결하여 디스플레이 또는 대면적의 히터를 제작하는 경우에 단자(11)에 연결 접속을 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 상기 히터(1)의 단자(11)에 연결 접속되는 전선을 고정하는 경우에는 전선의 선단에 구비된 링 형태의 전선접속구(미도시)를 전원단자(4)의 전도성 연결체(42)와 스프링와셔(43) 사이에 구비되어 고정볼트(45)와 너트(41)의 체결에 의해 고정되게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 히터
11 : 단자
12 : 기판
13 : 절연유전체
14 : 발열체
2 : 도체
3 : 접속단자
4 : 전원단자
41 : 너트
42 : 전도성 연결체
43 : 스프링와셔
44 : 세라믹와셔
45 : 고정볼트

Claims (5)

1. 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조에 있어서,
   상하 또는 좌우로 배치되는 여러 개의 인접된 히터와 병렬로 연결하거나 분리할 수 있도록
   히터(1)의 상부 둘레의 일측에 1개 이상의 도체(2)가 형성되고,
   상기 히터(1)의 모서리마다 각각 2개의 단자(11)가 구비되어
   서로 인접하는 히터와 접속단자(3)를 통해 상기 도체(2)로 연결되며
   상기 스테인리스 후막형 히터는
   스테인리스 재질로 이루어지는 기판(12)과,
   상기 기판(12)의 상부에 전기적 절연을 위해 형성되는 절연유전체(13)와,
   상기 절연유전체(13)의 상부에 박막 형태로 형성되어 외부로부터 전원을 공급받아 전기 저항에 의하여 고온 발열되는 발열체(14)와,
   상기 발열체(14)의 일측에 형성되어 외부 전원을 상기 발열체(14)로 균일하게 공급하는 상기 도체(2)와,
   상기 도체(2)에 연결되어 외부 전원을 공급하는 단자(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   스테인리스 후막형 히터의 패턴구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 도체(2)는 한 쌍의 직선 패턴이 서로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 도체(2)는 한 쌍의 직각 패턴이 서로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 도체(2)는 1개의 직선 패턴과 1개의 직각 패턴이 조합되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 접속단자(3)는 전원단자(4)에 의해 고정되어 서로 이웃하는 히터와 연결 접속되며, 상기 전원단자(4)는 히터(1)의 상기 단자(11)에 부착되는 너트(41)와, 상기 너트(41)에 결합되어 상기 접속단자(3)의 하부에 접속되는 링 형태의 전도성 연결체(42)와, 상기 접속단자(3)의 상부에 구비되는 스프링와셔(43)와, 상기 스프링와셔(43)의 상부에 결합되는 세라믹와셔(44)와, 상기 세라믹와셔(44), 스프링와셔(43), 접속단자(3), 전도성 연결체(42)를 차례로 관통하여 상기 너트(41)에 체결되는 고정볼트(45)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 후막형 히터의 패턴구조.
   

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