KR101546775B1 - 전열용 히터의 발열체 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열용 히터의 발열체 구조에 관한 것으로, 그 목적은 전열용 히터에 포함되는 발열체를 일체형 권선판을 포함하는 특정 구조로 구성하여 제품의 생산성을 향상시킴과 동시에 제품의 불량률 및 고장발생률을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 한 전열용 히터의 발열체 구조를 제공함에 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조는, 내열성 및 절연성을 갖는 원형의 운모판으로 이루어진 권선판 및, 일정 길이를 갖는 한 개의 열선으로 이루어져 상기 권선판의 상면 및 하면에 걸쳐 일정 간격을 갖도록 나선형으로 권취되는 전열코일을 포함하여 구성된다.

Description

전열용 히터의 발열체 구조{HEATING ELEMENT STRUCTURE OF ELECTRIC HEATER}

본 발명은 전열용 히터의 발열체 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식품건조기 등의 전열용 히터에 포함되는 발열체를 특정 구조를 갖도록 구성하여 우수한 발열 성능을 발휘하도록 함과 아울러, 제품의 생산성 및 내구성도 향상시킬 수 있도록 한 전열용 히터의 발열체 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 소형의 식품건조기는 가정 등에 비치되어 일정량의 과일이나 채소 등을 건조할 수 있도록 구성된 장치로서, 최근 각 가정에서의 사용이 급격히 증대되고 있는 실정이다.

상기 소형의 식품건조기는 농어촌이나 전문 산업체 등에서 대량의 농수산물을 오래 보관할 수 있도록 부패와 변질을 방지하는 기능을 수행함과 동시에 건조상품으로 건조하기 위해 사용되는 산업용과는 달리 소형이면서 구성이 간단한 특징을 갖는다.

이에, 상술한 바와 같은 식품건조기에는 소정 식품을 건조하기 위한 전열용 히터가 구비되어, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 동작되면서 일정 온도의 열을 발생시키게 된다.

이때, 상기 전열용 히터는 전원공급에 의해 발열되는 전열코일이 권선판에 일정 간격으로 권취된 발열체와, 상기 발열체가 상면 및 하면에 각각 덧대어져 전류의 누전 및 누설을 방지하기 위한 절연부재로 이루어진 한 쌍의 절연커버와, 상기 한 쌍의 절연커버에 의해 커버링된 발열체의 전열코일에 의해 발열된 일정 온도의 열이 전달되어 그 표면이 가열되도록 상기 절연커버의 상면 및 하면에 각각 구비되는 한 쌍의 전도부재 및, 상기 발열체에 권취된 전열코일의 양단에 연결되어 전원을 공급하기 위한 한 쌍의 접속단자 등을 포함하여 구성된다.

여기에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 발열체(10)는 양단이 경사지게 형성된 바(bar) 형상을 갖는 4개의 부재가 대략 사각형상을 이루도록 결합된 권선판(12)을 매개로 구성되되, 이때 각각의 권선판(12)에 분리되어 권취된 전열코일(20)은 각 단부가 소정 연결수단을 통해 상호 직렬로 연결되어 구성된 구조를 갖게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 전열용 히터의 발열체는 동일한 형상을 갖는 4개의 부재가 상호 일체형 몸체로 결합되어 권선판을 형성하게 되므로, 작업공수가 증대되어 생산성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되었으며, 또한 4개의 부재로 이루어진 권선판 및 각 부재에 권취되는 전열코일의 접속부분이 많아짐에 따라 불량 및 고장의 우려가 높은 문제점도 발생하게 되었다.

국내 공개특허공보 제10-2002-0092270호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출되어진 것으로, 본 발명은 전열용 히터에 포함되는 발열체를 일체형 권선판을 포함하는 특정 구조로 구성하여 제품의 생산성을 향상시킴과 동시에 제품의 불량률 및 고장발생률을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 한 전열용 히터의 발열체 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조는, 내열성 및 절연성을 갖는 원형의 운모판으로 이루어진 권선판 및, 일정 길이를 갖는 한 개의 열선으로 이루어져 상기 권선판의 상면 및 하면에 걸쳐 일정 간격을 갖도록 나선형으로 권취되는 전열코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 권선판에는 상호 90° 간격을 이루도록 4개의 결합홀이 천공되며, 그 중 한 개의 결합홀 양측에는 상기 전열코일 및 전원공급용 단자의 결합을 위한 한 쌍의 단자고정홀이 천공되어 구성된 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게, 상기 권선판의 각 결합홀 주위의 내주면 및 외주면에는 삼각형 형태로 배치되도록 요홈이 형성되고, 상기 전열코일은 상기 요홈을 매개로 권취되는 위치가 가이드 되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전열코일은 원형타입 형태 또는 리본타입 형태로 결선되어, 그에 맞는 저항값을 갖도록 이루어짐이 바람직하다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 식품건조기 등에 내장되는 전열용 히터의 발열체를 원형상을 갖는 권선판 및 한 개의 열선을 매개로 구성함에 따라, 제품 제조 시 부품 개수 및 작업공수를 저감시켜 제품을 생산성을 향상시킴과 아울러, 제품 단가를 낮출 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 전열용 히터의 발열체가 원형상을 갖는 권선판에 TOROIDAR 권선방식을 통해 한번에 권취됨에 따라, 접속불량 등에 따른 제품의 불량 발생률이 현저히 감소됨과 아울러, 고장발생이 적은 보다 고품질의 제품을 제공할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 전열용 히터의 발열체 구조를 나타내는 사시도 및 분리사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조가 적용된 히터의 전체 구성을 나타내는 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조를 나타내는 사시도이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 도를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조가 적용된 히터의 전체 구성을 나타내는 분리사시도, 도 3은 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조를 나타내는 사시도이다.

먼저, 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조는, 식품건조기 등에 사용되는 전열용 히터의 발열체(10)를 특정 구조를 갖는 권선판(12)을 형성한 후 상기 권선판(12)에 전열코일(20)을 TOROUDAR 권선방식으로 처음부터 끝까지 한번에 권취되도록 구성함에 따라 구현된다.

본 발명에 따른 전열용 히터에 발열체 구조가 적용되는 전열용 히터는 전원공급에 의해 발열되는 전열코일(20) 및 상기 전열코일(20)이 일정 간격으로 권취되는 권상판(12)으로 구성된 발열체(10)와, 상기 발열체(10)의 상면 및 하면에 각각 덧대어져 전류의 누전 및 누설을 방지하도록 대략 판형상의 절연부재로 이루어진 한 쌍의 절연커버(30)와, 상기 발열체(10)에 덧대어진 절연커버(30)의 상면 및 하면에 각각 고정 결합되어 상기 발열체(10)의 전열코일(20)로부터 발생된 열을 전도 받아 가열되는 한 쌍의 전도부재(40) 및, 상기 발열체(10)에 구비되는 전열코일(20)의 양단에 각각 연결되어 전원을 공급하는 접속단자(50) 등을 포함하여 구성된다.

여기에서, 본 발명에 따라, 상기 전열용 히터의 발열체는, 내열성 및 절연성을 갖는 원형의 운모판 재질로 이루어진 권선판(12)이 구비되고, 상기 권선판(12)에는 일정 길이를 갖는 한 개의 열선으로 이루어진 전열코일(20)이 상기 권선판(12)의 상면 및 하면에 감싸는 방식으로 일정 간격을 갖도록 나선형으로 권취되어 구성된다.

상기 권선판(12)은 내열성이 강하며 부도체 성질을 갖고 있는 백운모를 주성분으로 하여 제조된 것으로서, 상기 권선판(12)은 대략 원형상을 갖도록 이루어지되, 그 내주면 및 외주면의 직경, 상기 내주면 및 외주면 사이의 몸체 폭은 히터 용량에 따라 치수가 변할 수 있도록 이루어지며, 상기 권선판의 두께는 대략 0.7 내지 1.1밀리미터[mm] 정도의 치수를 갖도록 설계됨이 바람직하다.

그리고, 권선판(12)에는 상호 90° 간격을 이루도록 4개의 결합홀(14)이 천공되어, 상기 한 쌍의 절연커버(30) 및 한 쌍의 전도부재(40)가 각각 그 상면 및 하면에 결합될 시에 상호 상.하로 연통되는 결합홀(34,44)을 통해 나사가 관통 체결되도록 이루어지며, 그 중 한 개의 결합홀(14) 양측에는 상기 전열코일(20) 및 전원공급용 접속단자(50)의 결합을 위한 한 쌍의 단자고정홀(16)이 천공되어 구성된다.

또, 상기 권선판(12)에 천공된 각 결합홀(14) 주위에는 내주면 측에 한 개, 외주면 측에 두 개가 형성되어 상호 삼각형 형태를 이루도록 배치되는 요홈(18)이 요입 형성되어, 상기 전열코일(20)의 권취 시 상기 전열코일이 상기 요홈(18)에 가이드 되면서 상기 결합홀(14)에 간섭되지 않도록 구성된다.

상기 전열코일(20)은 전류에 의한 발열작용을 이용해서 고온 가열하기 위한 저항선으로서, 높은 내열성을 갖으면서 저항률이 높으며 철사로 만들기 쉬운 크롬의 합금 또는 니켈과 크롬의 합금 등과 같은 도체 재료로 구성되어, 대략 1,000℃ 전.후의 온도에서 사용이 가능한 특징을 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 상기 전열코일(20)의 형상은 원형타입 또는 리본타입(띠열선)으로 결선되어 그에 맞는 저항값을 갖도록 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 전열코일(20)의 변형예에 있어서는, 상기 전열코일(20)이 110볼트[V] 전원이 사용되는 일본이나 미국 등 그 이외의 지역에서의 전열용 히터 제품에 적용될 경우, 보다 높은 전류 값에 대응할 수 있도록 그 단면이 직사각형 형상을 갖는 리본타입(띠열선)으로 구성되며, 그 제품에 맞는 저항값을 갖도록 이루어진다.

상기 전열코일(20)은 그 일단부가 상기 권선판(12)의 일측 단자고정홀(16)에 위치한 상태에서 상기 권선판(12)의 상면 및 하면에 걸쳐 일정 간격을 갖도록 나선형으로 권취되며, 그 타단부는 상기 권선판(12)의 타측 단자고정홀(16)에 위치하도록 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 단자고정홀(16)에는 접속단자(50)가 각각 연결 설치되어, 상기 전열코일(20)에 외부로부터 공급되는 소정 전원을 인가하도록 구성된다.

참조부호 54는 상기 전열코일(20)에 외부전원을 공급하기 위해 접속단자(50)의 케이블(52) 단부 측에 구비되는 컨넥터를 나타낸다.

이어, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 특정 구조의 발열체가 적용된 전열용 히터는, 외부로부터 공급되는 전원이 접속단자(50)를 거쳐 권선판(12)에 권취된 전열코일(20) 측으로 인가됨에 따라, 저항선인 상기 전열코일(20)의 발열작용에 의해 고온의 열이 발생하게 되며, 상기 전열코일(20)에서 발생된 열은 상기 발열체(10)를 구성하는 절연커버(30) 및 전도부재(40)를 거쳐 외부로 발열되게 되며, 이를 식품건조기를 비롯한 각종 전열기기의 열원으로 사용할 수가 있게 된다.

이때, 상기 전열코일(20)은 일정 길이를 갖는 한 개의 코일로 이루어져, 그 양단부만이 접속단자(50)와 결합되어 구성됨에 따라, 최소 개수의 접속부를 통해 접촉저항이 최소화 될 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 전열코일(20)의 구조가 [표 1] 및 [표 2]에 나타난 바와 같은 온풍온도 상승시험 및 열선온도 상승시험에서 기존의 전열코일의 구조와 비교하여 보다 우수한 실험결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

NO	종래(전열코일형태)		본원발명(전열코일형태)		비고
	무부하시	부하시	무부하시	부하시
1	46.2	66.1	46.9	66.2	온도 26℃/습도 70% 온도설정 70℃ 정격전압 220[v] 무부하시: TRAY OUT 부 하 시: TRAY IN
2	49.4	70.1	45.5	70.2
3	46.9	71.9	47.0	70.2
4	46.0	70.6	46.0	70.2
평균	47.1	69.7	46.4	69.2
소비전력	478[w]		464[w]

온풍온도 상승시험

NO	종래(전열코일)구조 무부하시		본원발명(전열코일)구조 무부하시		비고
1	310.7	상부	259.6	상부	온도26℃/습도 70% 온도설정 70℃ 정격전압 213[v]
2	273.0	상부	180.7	상부
3	302.0	상부	275.6	상부
4	363.6	상부	280.3	상부
5	133.3	하부	104.2	하부
6	128.0	하부	173.0	하부
평균	상 312.3	하 130.7	상 249.1	하 138.6
소비전력	524[w]		510[w]

열선온도 상승시험

또한, 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조가 적용된 히터는 적열 테스트 시험에 있어서도 종래의 직경의 코일이 적용된 제품과 비교하여 매우 우수한 실험결과를 나타내었다.

즉, [표 3]에 나타난 바와 같이, 종래의 코일은 220[v] 내지 253[v] 전압범위 내에서 모두 적열이 발생되었으나, 본 발명의 발열체 구조가 적용된 제품은 220[v] 내지 242[v] 전압범위 내에서 적열발생이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.

적열 테스트 시험

따라서, 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조는 특정 구조를 갖도록 설계된 권선판(12) 및 전열코일(30)의 권취를 통해 발열체 제조 시 생산성을 향상시키고, 제품의 불량률 및 고장 발생률을 저감시킬 수가 있음은 물론, 종래 제품과 비교하여 매우 우수한 성능을 갖는 제품을 제공할 수가 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전열용 히터의 발열체 구조는 식품건조기는 물론, 제염기, 제습기, 빨래삶음장치 등을 비롯하여 다양한 종류의 전열기기의 전열용 히터로 적용될 수가 있는 것이다.

본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시 예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 발열체, 12: 권선판,
14: 결합홀, 16: 단자고정홀,
18: 요홈, 20: 전열코일,
30: 절연커버, 40: 전도부재,
50: 접속단자.

Claims (4)

1. 내열성 및 절연성을 갖는 원형의 운모판으로 이루어진 권선판 및,
   일정 길이를 갖는 한 개의 열선으로 이루어져 상기 권선판의 상면 및 하면에 걸쳐 일정 간격을 갖도록 나선형으로 권취되는 전열코일을 포함하여 구성되며,
   상기 권선판에는 상호 90° 간격을 이루도록 4개의 결합홀이 천공되고, 그 중 한 개의 결합홀 양측에는 상기 전열코일 및 전원공급용 단자의 결합을 위한 한 쌍의 단자고정홀이 천공되어 구성된 것을 특징으로 하는 전열용 히터의 발열체 구조.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 권선판의 각 결합홀 주위의 내주면 및 외주면에는 삼각형 형태로 배치되도록 요홈이 형성되고, 상기 전열코일은 상기 요홈을 매개로 권취되는 위치가 가이드 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전열용 히터의 발열체 구조.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전열코일의 형상은 그단면이 원형타입 또는 리본타입으로 결선되어, 그에 맞는 저항값을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전열용 히터의 발열체 구조.

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