KR101658392B1 - 발열체 제조방법 및 그 발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고저항값을 가진 다수 가닥의 극세선을 전체 면적이 서로 접촉되게 하는 병렬 구조로 합성시킴으로써 합성저항값은 줄이면서 극세선 각각은 고저항값을 가져 발열효율을 향상시킬 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 발열체 제조방법은 단일금속 또는 합금금속으로 고 저항값을 가지는 극세선을 만든 후, 상기 극세선 다수 가닥을 서로 접촉되게 합쳐서 하나의 번들로 만들어 한 가닥의 열선이 되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

발열체 제조방법 및 그 발열체 {heating element manufacturing method and the heating element thereof}

본 발명은 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고저항값을 가진 다수 가닥의 극세선을 전체 면적이 서로 접촉되게 하는 병렬 구조로 합성시킴으로써 합성저항값은 줄이면서 극세선 각각은 고저항값을 가져 발열효율을 향상시킬 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법에 관한 것이다.

전기를 흘려주면 열이 발생하는 전기 발열체는 어떠한 저항값을 가지게 된다.

상기 저항은 전류의 흐름을 방해하여 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열하게 한다.

이러한 전기 발열체가 수많은 종목에 수많은 품목으로 쓰이고 있지만 주로 난방을 하거나 온수를 만드는데 사용된다.

그런데 종래의 전기 발열체(열선 포함)들은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 전기 소모량에 비해 열에너지로 환원되는 효율이 좋지 못하였다.

그래서 현재의 많은 전기히터나 열선 제품들은 발열량 대비 전기소모량이 너무 커 다른 난방 방식에 비해 선호되지 못하고 있다.

둘째, 맞춤형으로 제작할 수 있는 기술력이 거의 없어 다용도 사용이 불가능하였다.

수요나 개발이 원하는 현장의 요구조건에 맞추어 발열량이나 전기적 특성(전압, 전류, AC용, DC용 등)을 맞춤형으로 맞추어서 수만 ~ 수십만 가지로 열선(발열체)을 만들 수 있어야 산업 전반에 널리 사용되고 전기적으로 안전할 수가 있는데, 현재 개발된 열선이나 발열체 기술은 이러한 맞춤형 제작기술이 매우 미미한 수준이다.

셋째, 전기적 안전성이 매우 취약하였다.

현재 개발되어 유통되는 상당수의 전기 발열체(열선)는 균일한 저항값을 가지지 못해, 저항값이 균일하지 못한 부분으로 전기적 쏠림이 생겨 화재나 감전, 누전의 위험이 상존하며 안전하지 못하다.

특히, 고분자 도전성(카본 등) 가루를 액상 바인더에 섞어서 잉크화하여 실에 코팅하거나 면에 코팅하여 여러 조합으로 사용하는 것 즉, 카본 발열체는 전기적 안전성에 매우 취약하다.

넷째, 금속열선은 별도 온도조절장치 없이 소재 자체에서 정온을 유지하는 기능이 없었다.

이와 같이 정온 유지기능이 없는 금속열선을 사용하면 전원공급 조절장치나 별도 온도조절장치가 고장 시에 화재 발생의 우려가 있다.

다섯째, 넓은 공간에서 난방이 거의 안 되고, 공간 전체에 균일한 난방을 하지 못하였다.

종래의 발열체는 대부분 발생하는 열이 복사열이 아니기 때문에 전도열 또는 대류열로 열을 전달시켜줄 수밖에 없어 넓은 공간에서의 난방이 거의 불가능하다.

즉, 넓은 면적을 가진 공간에서 히터가 있는 주변만 뜨겁고 좀 떨어진 공간은 차가우며, 열풍기로 불어도 넓은 공간 전체를 불어주는 데 한계성이 있다.

또한, 공간 전체로 볼 때 난방상태가 균일하지 못하다.

즉, 히터 있는 곳은 뜨겁고 먼 곳은 차며, 열풍이 미치는 쪽은 뜨겁고 열풍이 못 미치는 쪽은 차다.

간혹 복사열을 내는 발열체(예를 들어 탄소성분이 들어 있는 발열체)가 있다 하더라도 복사열이 미치는 거리(원적외선 비거리)가 짧아 공간이 넓은 곳에서는 난방을 거의 하지 못한다.

여섯째, 일부 복사열이 나오는 발열체(카본 등)는 전기적 안정성이 없고, 고온 발열을 못해 원적외선의 비거리가 짧고 넓은 공간에서의 난방이 불가능하였다.

상기한 다섯째 문제점을 해결할 수 있는 복사열을 내는 발열체도 실제로는 전기적 안정성이 없어 위험할뿐더러, 종래 개발된 열선 중 탄소성분을 가져 복사열을 발생시키는 발열체는 대부분 액상바인더에 고분자 도전성(카본 등) 가루를 섞어서 액상 잉크화하여 실에 코팅하거나 면에 코팅하여 여러 조합으로 사용하는 것들인데, 이들은 근본적으로 금속발열체(금속열선)에 비해 저항값의 균일성이 떨어지고 시간이 지날수록 도전성 분말가루와 바인더 사이에 신축팽창개수 차이로 인해 도전성분말이 떨어져 나가면서 부하량 변화(발열량이 떨어짐)가 심하다.

또한, 원적외선 복사열이 소재 자체에서 발생하더라도 발열체 온도를 고온으로 올릴 수가 없어 복사열 비거리가 짧아짐으로써, 결국 넓은 공간의 난방이 불가능하다.

또한, 도전성 분말가루를 액상바인더에 섞어 잉크화 시킨 후 이를 다른 제3의 물체에 적용하여 사용하는 발열체는, 근본적으로 온도가 올라가면 도전성 분말의 분자간 거리가 이격되어 저항값을 증가시켜 전류값을 떨어뜨려 주는 방식(PTC (Positive Temperature Coefficient) 원리)으로 발열하는 것으로, 자동 정온 기능에 의해 발열체를 고온으로 발열시킬 수 없는 한계가 있다.

일곱째, 저전압 특히, DC 저전압 전기에서 발열기능을 수행하는 발열체(열선)를 만들지 못하여, 태양광발전 전기와 직접 연결시켜 발열시킬 수 있는 발열체(열선)가 없었다.

여덟째, 물 끊이는데 효율적이지 못하였다.

저전압으로 긴 열선에 고온 발열하는 발열체 기술이 없고, 특히 사용전압이 24V 이하로는 저전압으로 고온 발열을 할 수 없다.

아홉째, 유연성이 없고 인장력이 약해 잘 끊어지며, 내구성이 약하고 산화성이 강해 쉽게 경화되고 부스러져서 사용수명이 짧으며, 초고속 발열과 초고온 발열을 못하였다.

공개번호 제20-2008-0005967호(공개일자 2008년12월04일) 등록번호 제20-0260027호(등록일자 2001년12월26일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고저항값을 가진 다수 가닥의 극세선을 전체 면적이 서로 접촉되게 하는 병렬 구조로 합성시킴으로써 발열 효율을 높일 수 있고, 초고속 및 초고온 발열을 할 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 제1목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 제2목적은 하나의 번들을 구성하는 다수 가닥의 극세선의 총 합성저항값을 변경시키면서 원하는 저항값을 획득함으로써 발열체를 맞춤형으로 제작할 수 있고 따라서 다용도로 발열체를 사용할 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제3목적은 발열체 길이 전체가 모두 균일 저항값을 가질 수 있게 함으로써 전기적 안전성을 향상시킬 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제4목적은 번들을 구성하는 다수 가닥의 극세선 중 서로 다른 기능을 가진 극세선 그룹으로 구성하여 1종 그룹은 무조건 전류가 흐르면 열을 계속 발생시키는 기능을 하게 하고, 다른 1종 그룹은 일정한 온도에 도달된 후로는 열을 덜 발생시키며 도체화 되면서 열을 발생시키기보다는 전류를 도체처럼 그냥 흘러가게 해주는 기능을 더 크게 수행하게 하여, 이 2가지 기능을 가진 극세선 그룹을 합성시켜 번들화함으로써 별도 온도조절장치 없이도 소재 자체에서 정온을 유지할 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제5목적은 다수 가닥의 극세선을 한 몸으로 합성되게 하여 최종적으로 한 가닥의 열선(열선)이 되게 번들화함으로써 역전류나 전류 쏠림현상을 방지하여 과열이나 극세선 손상 또는 화재를 막을 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제6목적은 극세선 다수 가닥이 모두 동시에 전원공급선(전선)과 연결되게 접속하여 극세선 일부로 전류가 흐르지 않거나 저항값이 불균일하게 되는 것을 방지함으로써 국부과열 사고를 막을 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제7목적은 극세선의 재질로 SUS 316, 기성품인 강섬유(금속섬유), 또는 특수한 합금을 직접 만들어 사용함으로써 유연성이 있고 인장력이 강해 잘 끊어지지 않으며, 내구성과 내산화성이 강해 쉽게 경화되고 부스러지지 않아 사용수명을 연장할 수 있는 발열체 제조방법과 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에 따른 제8목적은 발열체 자체에서 발열되는 온도를 현장에 필요로 하는 온도 대로 맞춘 발열체를 만든 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결함으로써 넓은 공간을 균일하게 난방할 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

그리고 본 발명에 따른 제9목적은 저전압으로 발열체를 고온 발열할 수 있게 하여 사용범위를 넓힐 수 있고 물을 효율적으로 끓일 수 있는 발열체 제조방법과 그 발열체 및 사용방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 발열체 제조방법은 단일금속 또는 합금금속으로 고 저항값을 가지는 극세선을 만든 후, 상기 극세선 다수 가닥을 서로 접촉되게 합쳐서 하나의 번들로 만들어 한 가닥의 열선이 되게 하는 것을 특징으로 한다.

발명의 실시예에 따른 발열체는 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서, 하나로 번들화된 열선인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 발열체의 제조방법은, 발열체의 단부를 접속단자나 슬리브 속에 삽입하고 또한 전선의 피복이 벗겨진 부위를 접속단자나 슬리브 속에 삽입하여, 다수 가닥의 극세선과 겹치게 한 다음 접속단자나 슬리브를 압착해서 발열체와 전선을 연결하는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 고저항값을 가진 다수의 가닥을 전체 면적이 서로 접촉되게 하는 병렬 구조로 합성시킴으로써 발열 효율을 높일 수 있고, 초고속 및 초고온 발열을 할 수 있다.

둘째, 하나의 번들을 구성하는 다수 가닥의 극세선의 총 합성저항값을 변경시키면서 원하는 저항값을 획득함으로써 발열체를 맞춤형으로 제작할 수 있고 따라서 다용도로 발열체를 사용할 수 있다.

셋째, 발열체 길이 전체가 모두 균일 저항값을 가질 수 있게 함으로써 전기적 안전성을 향상시킬 수 있다.

넷째, 번들을 구성하는 다수 가닥의 극세선 중 서로 다른 기능을 가진 극세선 그룹으로 구성하여 1종 그룹은 무조건 전류가 흐르면 열을 계속 발생시키는 기능을 하게 하고, 다른 1종 그룹은 일정한 온도에 도달된 후로는 열을 덜 발생시키며 도체화 되면서 열을 발생시키기보다는 전류를 도체처럼 그냥 흘러가게 해주는 기능을 더 크게 수행하게 하여, 이 2가지 기능을 가진 극세선 그룹을 합성시켜 번들화함으로써 별도 온도조절장치 없이도 소재 자체에서 정온을 유지할 수 있다.

다섯째, 다수 가닥의 극세선을 한 몸으로 합성되게 하여 최종적으로 한 가닥의 열선(열선)이 되게 번들화함으로써 역전류나 전류 쏠림현상을 방지하여 과열이나 극세선 손상 또는 화재를 막을 수 있다.

여섯째, 극세선 다수 가닥이 모두 동시에 전원공급선(전선)과 연결되게 접속하여 극세선 일부로 전류가 흐르지 않거나 저항값이 불균일하게 되는 것을 방지함으로써 국부과열 사고를 막을 수 있다.

일곱째, 극세선의 재질로 SUS 316, 기성품인 강섬유(금속섬유), 또는 특수한 합금을 직접 만들어 사용함으로써 유연성이 있고 인장력이 강해 잘 끊어지지 않으며, 내구성과 내산화성이 강해 쉽게 경화되고 부스러지지 않아 사용수명을 연장할 수 있다.

여덟째, 발열체 자체에서 발열하는 온도를 현장에 필요로 하는 온도 대로 맞춘 발열체를 제조한 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결함으로써 넓은 공간을 균일하게 난방할 수 있다.

아홉째, 저전압으로 발열체를 고온으로 발열할 수 있게 하여 사용범위를 넓힐 수 있고 물을 효율적으로 끓일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발열체를 일 실시예를 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

<실시예 1>

발열체에서 발생시키는 발열량 Q = 0.24 × I² × R × T에 의해 결정된다.

여기서 I는 발열체에 공급하는 전류이고, R은 발열체의 저항값이며, T는 발열체에 전류를 공급한 시간이다.

상기 수식에서 발열체 자체에서 발생하는 열량은 저항값(R)과 전류공급시간(T)에 비례하고 전류량(I)의 제곱에 비례함을 알 수 있다.

따라서 열선을 효율적으로 발열시키기 위해서는 고저항체인 동시에 △T 동안에 전류가 더 많이 흘러갈 수 있는 구조여야 하고, 그 저항체의 표피효과를 줄여야 한다.

표피효과에 대해 좀 더 설명하면, 저항체도 시험을 해보면 도체에서와 같이 표피효과가 발생한다.

즉, 저항체의 전류를 흘려주는 단면적이 커질수록 표피효과로 저항의 표면은 저항 역할을 적게 하여 극단적으로 그냥 도체가 되고, 그러한 표피를 흐르는 전류는 일(발열)을 하지 않고 그냥 흘려보내져 전류를 허비하는 원인이 된다.

이러한 표피효과는 저항체로서의 발열 효율을 크게 떨어뜨려, 전력을 소비한 만큼 주울 법칙(Joule's Low)에 훨씬 못 미치는 열량을 발생시키게 된다.

그래서 표피효과에 의한 비효율 구조를 최소화시키기 위해서는 저항체 표면적이 작아져야 한다.

예를 들어 1m에 1Ω의 저항값을 가지는 열선을 만든다고 했을 때, 전류를 흘려주는 단면적이 1의 굵기가 필요하다고 가정하면, 1단면적을 1개의 통으로 만들었을 때보다, 단면적을 쪼개 극세화시킨 다수 개를 합성하여 1개의 통으로 만들었을 때가 훨씬 표피효과를 없앨 수 있어 좀 더 효율적 발열 구조를 갖추게 된다.

따라서, 효율 발열 구조를 가지는 열선(발열체)의 구조는, 고저항값을 가진 다수 가닥의 극세선을 전체 면적이 서로 접촉되게 하는 병렬구조로 합성시켜, 합성 저항값은 떨어뜨리면서도 각 가닥의 고저항값을 가져야 하고 단면적은 작을수록 좋은 구조가 되는 것이다.

이러한 방법으로 열선(발열체)을 만들면 고저항체인 다수 가닥들의 극세선 집합에 순간적으로 더 많은 양의 전류가 흐를 수 있고 동시에 표피효과를 가장 최소화시킬 수 있어, 이러한 구조의 열선(발열체)은 결국 전력량을 작게(효율적으로) 소모하면서도 많은 발열량을 얻을 수 있는 고효율 구조가 된다.

따라서 고효율(작은 전력소모로 많은 양의 열량을 발생시키는) 열선 또는 발열체가 만들어지는 원리는, 저항값이 높은 극세선 다수 가닥을 겹쳐서 번들화(합성화) 시키면, 실제 극세선 하나하나의 저항값은 높은 상태인데도 불구하고 다수 가닥 극세선이 병렬구조로 합쳐지면서 합성 저항값이 떨어져 전체적 열선에서는 저항값이 낮아지게 되어, 고저항값을 가지면서 동시에 많은 양의 전류를 흘려보낼 수 있는 구조가 되면서 고효율의 발열동작을 일으키게 된다.

실제 극세선 1가닥, 1가닥 각자들에서 전류량이 많은 상태로 고저항값을 유지할 수 있음으로, 순간적으로 하나의 가닥에서 모두 고열량(고온)을 발생시키고, 또한, 워낙 극세해서 표피효과가 없어져 고효율 발열구조를 갖추게 된다.

또한, 이러한 다수 가닥의 극세선이 각자 순간적으로 초고속, 초고온 발열동작을 하게 되고 이는 다시 번들 전체에서 순간적으로 발열한 발열량이 합쳐져 고효율 발열 상태로 귀결되며, 이러한 구조를 강화시킬수록 초고효율의 발열동작을 일으키게 된다.

이러한 고효율 발열구조를 가진 열선(발열체)을 만들기 위한 방법은 예를 들어 먼저, 단일금속 또는 합금금속을 극세한 굵기로 길이를 가지는 선(실)으로 다수 가닥을 만든다.

이러한 단일금속이나 합금금속을 극세 굵기의 선으로 만들면 극세선의 저항값은 자연적으로 높아지게 된다.

그런 후 이러한 다수 가닥의 극세선을 하나의 번들(bundle)로 합쳐서 전체적으로 보면 한 가닥의 실과 같은 길이를 가지는 열선(발열체)이 제조된다.

그리고 난 후 이렇게 만들어진 양 끝단의 전선에 전류를 흘려주게 되면 순간적으로 초고속 초고효율의 발열을 일으키게 된다.

그런데 고저항값의 발열체는 전압을 높여야 전압강하를 이기고 장거리까지 전류를 흘릴 수 있어 긴 길이를 가진 열선으로 만들려면 전압을 높여야 하고 전압이 높아질수록 안전성 위험이 커진다.

그래서 종래에는 저전압용으로 길이가 긴 고저항값의 열선이나 발열체는 아예 만들지 못하는 기술적 한계에 부딪힌다.

그러나 본 발명에 의하면, 상술한 고효율 구조를 활용하여 긴 길이의 열선(발열체)에 저전압 상태로도 초고효율로 초고속 발열, 초고온 발열을 시킬 수가 있게 된다.

이와 같은 제1실시예에 의하면 종래 기술의 첫째와 아홉째 문제점을 해결할 수 있다.

<실시예 2>

실시예 2는 하나의 번들을 구성하는 다수개의 극세선의 총 합성저항값을 변경시키면서 원하는 저항값을 맞추는 방법이다.

실시예 2를 좀 더 자세히 설명하면, 열선(발열체)은 내부로 흐르는 전류량과 저항값에 의해 발열을 하게 되는데, 어떤 전력량(발열량)을 가진 발열체를 만들려면 거기에 사용하는 열선에 필요한 전류량을 흘려주어야 하고, 사용전압과 열선 길이가 정해져 있다고 가정하면 결국 열선 저항값이 주어진 여건에 맞아야만 이러한 발열체를 만들 수가 있다.

예를 들어, 만들고자 하는 발열체의 전력량(발열량) 100W, 사용전압 10V, 열선 필요 길이는 2m라고 가정하면, 이 2m 길이의 열선에 흐를 수 있는 전류는 10A가 되고 저항은 1Ω이 된다.

여기서 필요한 열선 길이가 2m이므로 1m의 길이당 0.5Ω의 저항값을 가져야 한다.

또한, 조건의 변화를 주어 열선 필요 길이가 1m라고 가정하면, 여기서 필요한 열선은 1m의 길이당 1Ω의 저항값을 가져야 한다.

이처럼 2가지 경우에, 각각 열선의 저항값을 다르게 맞춤형으로 생산해 주어야 현장에서 필요한 발열체를 만들 수가 있으나, 종래의 기술들로는 이러한 저항값 맞춤식 생산이 상당히 어려운 실정이다.

왜냐하면, 종래의 기술은 단순히 열선의 단면적 변화를 주어 저항값을 조절, 생산하고 있는 경우가 대부분인데, 이러한 방식은 수많은 설비가 동반되어야 하고 생산과정도 복잡해지며, 더군다나 수만 종류의 다양한 저항값으로 맞추기에는 사실상 설비기술의 한계로 생산이 불가능하다.

그런데 아래에서 제시하는 실시예에 2에 의하면 종래의 기술에서 이루지 못한 수만, 수십만 종류의 저항값을 원하는 대로 각각 맞춤형으로 맞추어 쉽게 생산할 수 있다.

즉, 실시예 1의 번들(열선, 발열체)에서 내부에 다수 개로 구성된 극세선의 합성저항값을 조절해 주는 방법으로 맞춤형 발열체를 생산할 수 있다.

상기 합성저항값 구하는 수식은 합성저항 = 1 ÷ (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 …)이 된다.

전술한 바와 같이 필요한 열선 저항값이 1m당 0.5Ω과 1Ω 2종류가 필요한 경우, 합성저항값을 조절해주는 방법은,

먼저, 제2-1실시예는 극세선의 굵기와 재질이 동일하고(극세선 1개당 저항값도 동일) 극세선 가닥 수만 변경하는 방법이다.

예를 들어 극세선 1가닥이 10Ω이라고 가정하면 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선 10 가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이므로 0.1 × 10가닥 = 1Ω, 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선 20 가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이므로 0.1 × 20가닥 = 2Ω, 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-2실시예는 극세선의 재질이 동일하고 극세선 가닥수도 변경시키지 않으면서 극세선 굵기만 변경하는 방법이다.

예를 들어 제1극세선 1가닥의 굵기가 100㎛짜리는 저항값이 10Ω이고, 제2극세선 1가닥의 굵기가 200㎛짜리는 저항값이 5Ω이라고 가정하면, 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 제1극세선 100㎛짜리 10가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이므로 0.1 × 10가닥 = 1Ω, 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 제2극세선 200㎛짜리 10가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/5Ω = 0.2Ω이므로 0.2 × 10가닥 = 2Ω, 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-3실시예는 극세선의 굵기와 가닥수는 동일하게 하되, 재질을 2종 이상으로 하면서 재질만 변경하는 방법이다.

예를 들어 극세선 5가닥을 재질 A로 했는데 이때 1가닥 저항값이 10Ω이고, 남은 극세선 5가닥의 재질은 B로 했는데 이때 1가닥 저항값이 5Ω이라고 가정하면, 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 재질 A로만 10가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω 이므로 0.1 × 10가닥 = 1Ω, 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 재질 B로만 10가닥을 사용, 합성하면 된다.

즉, 1/R1 = 1/5Ω = 0.2Ω이므로 0.2 × 10가닥 = 2Ω, 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-4실시예는 극세선의 굵기와 가닥수는 동일하게 하되, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 재질을 각각 다르게 하고, 각 그룹별 재질의 종류를 변경하는 방법이다.

예를 들어 극세선 5가닥을 재질 A로 했는데 이때 1가닥 저항값이 10Ω이고 극세선 5가닥의 재질은 B로 했는데 이때 1가닥 저항값도 10Ω이며, 극세선 5가닥을 재질 C로 했는데 이때 1가닥 저항값이 5Ω이고 극세선 5가닥의 재질은 D로 했는데 이때 1가닥 저항값도 5Ω이라고 가정하면, 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 5가닥 재질 A, 2그룹 5가닥 재질 B로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 B의 1/R1 = 1/10Ω= 0.1Ω이므로, 1그룹 0.1 × 5가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 0.1×5가닥= 0.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 1Ω이 되고, 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 5가닥 재질 C, 2그룹 5가닥 재질 D로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 C의 1/R1 = 1/5Ω = 0.2Ω이고 재질 D의 1/R1 = 1/5Ω = 0.2Ω이므로, 1그룹 0.2 × 5가닥 = 1Ω이고, 2그룹 0.2 × 5가닥= 1Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-5실시예는 극세선의 굵기는 동일하게 하되, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 재질을 각각 다르게 하고 각 그룹별 가닥수를 변경하는 방법이다.

예를 들어 극세선 5가닥을 재질 A로 했는데 이때 1가닥 저항값이 10Ω이고 극세선 10가닥의 재질은 E로 했는데 이때 1가닥 저항값이 20Ω이라고 가정하면, 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 5가닥 재질 A, 2그룹 10가닥 재질 E로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 E의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 0.1 × 5가닥 = 0.5Ω이고, 2그룹 0.05 × 10가닥 = 0.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 1Ω이 되고 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 10가닥 재질 A, 2그룹 20가닥 재질 E로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 E의 1/R 1= 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 0.1 × 10가닥 = 1Ω이고 2그룹 0.05 × 20가닥= 1Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-6실시예는 극세선을 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 재질을 각각 다르게 하고, 각 그룹(재질)별 또는 번들 전체의 가닥수는 동일하게 하고, 그룹(재질)별 굵기를 변경하는 방법이다.

예를 들어 A재질 그룹은 1가닥의 굵기가 100㎛짜리로 저항값이 10Ω이고, B재질 그룹은 1가닥의 굵기가 200㎛짜리로 저항값이 10Ω이며, C재질 그룹은 1가닥의 굵기가 100㎛짜리로 저항값이 5Ω이며, D재질 그룹은 1가닥의 굵기가 200㎛짜리로 저항값이 5Ω이라고 가정하면, 1Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 5가닥 재질 A와 2그룹 5가닥 재질 B로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 B의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이므로, 1그룹 0.1 × 5가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 0.1 × 5가닥= 0.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 1Ω이 되고 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 합성저항값을 만들기 위해서는 극세선을 1그룹 5가닥 재질 C와 2그룹 5가닥 재질 D로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 C의 1/R1 = 1/5Ω = 0.2Ω이고 재질 D의 1/R 1= 1/5Ω = 0.2Ω이므로, 1그룹 0.2 × 5가닥 = 1Ω이고 2그룹 0.2 × 5가닥= 1Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 제2-7실시예는 극세선을 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 재질을 각각 다르게 하고, 각 그룹(재질)별 굵기와 가닥수를 변경하는 방법이다.

이 제2-7실시예 중 가장 효과적인 방법 2가지는 ⓐ 1그룹은 그룹 자체의 재질은 동일하고 극세선 굵기와 가닥수를 변경하며, 2그룹은 1그룹과 다른 재질로 그룹 자체 재질과 극세선의 굵기와 가닥수를 동일하게 하는 방법과, ⓑ 1그룹은 그룹 자체의 재질은 동일하고 극세선 굵기와 가닥수를 변경하며, 2그룹은 1그룹과 다른 재질로 그룹 자체 재질과 극세선의 굵기는 동일하게 하고 가닥수만 변경하는 방법이다.

상기 ⓐ 방법을 설명하기 위해 예를 들어 A재질 그룹은 1가닥의 굵기가 100㎛짜리는 저항값이 10Ω이고 1가닥의 굵기가 50㎛짜리는 저항값이 20Ω이며, B 재질 그룹은 1가닥의 굵기가 50㎛짜리는 저항값이 20Ω이라고 가정한다.

이 경우 1Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제1방법은 1그룹의 굵기 변경 1방법, 가닥수 변경 1방법, 2그룹은 동일하게 하여 1그룹(재질 A) 굵기 100㎛짜리 5가닥, 2그룹(재질 B) 굵기 50㎛ 10가닥으로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A의 굵기 100㎛짜리의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 B의 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹의 0.1Ω × 5가닥= 0.5Ω이고 2그룹의 0.05Ω × 10가닥 = 0.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 1Ω이 되고 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

1Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제2방법은 1그룹의 굵기 변경 2방법, 가닥수 변경 2방법, 2그룹은 동일하게 하여 1그룹(재질 A) 굵기 50㎛짜리 10가닥, 2그룹(재질 B) 굵기 50㎛ 10가닥으로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이고 재질 B 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹의 0.05Ω × 10가닥 = 0.5Ω이고 2그룹의 0.05Ω × 10가닥 = 0.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 1Ω이 되고 이를 다시 1/1Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 1Ω이 된다.

또한, 0.5Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제1방법은 1그룹의 굵기 변경 1방법, 가닥수 변경 1방법, 2그룹은 동일하게 하여 1그룹(재질 A) 굵기 100㎛짜리 10가닥, 2그룹(재질 B) 굵기 50㎛짜리 20가닥으로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 100㎛짜리의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질B 굵기 50㎛ 짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 10가닥의 0.1Ω × 10가닥 = 1Ω이고 2그룹 20가닥의 0.05Ω × 20가닥 = 1Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

0.5Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제2방법은 1그룹의 굵기 변경 2방법, 가닥수 변경 2방법, 2그룹은 동일하게 하여 1그룹(재질 A)의 굵기 50㎛짜리 20가닥, 2그룹(재질 B)의 굵기 50㎛짜리 20가닥으로 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이고, 재질 B 굵기 50㎛ 짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 20가닥의 0.05Ω × 20가닥= 1Ω이고 2그룹 20가닥의 0.05Ω × 20가닥 = 1Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

다음 ⓑ 방법을 설명하기 위해 예를 들어 A재질 그룹은 1가닥의 굵기가 100㎛짜리는 저항값이 10Ω이고 1가닥의 굵기가 50㎛짜리는 저항값이 20Ω이며, B 재질 그룹은 1가닥의 굵기가 50㎛짜리는 저항값이 20Ω이고 1가닥의 굵기가 25㎛짜리는 저항값이 40Ω이라고 가정한다.

이 경우 1Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제1방법과 제2방법은 상기 ⓐ 방법과 동일하다.

또한, 0.5Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제1방법은 1그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로(1그룹 자체의 재질은 동일하고 가닥수와 굵기를 변경) 한 동일 가닥수와 굵기이고, 2그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로 한 동일 굵기에서 가닥수만 변경한다.

다시 말해 1그룹(재질 A)은 상기 1Ω을 제1방법으로 만들 때와 동일한 굵기 100㎛짜리 동일한 5가닥으로 , 2그룹(재질 B)은 상기 1Ω을 제1방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛로 하되, 가닥수만 30가닥으로 변경 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 100㎛짜리의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 B 굵기 50㎛ 짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 100㎛짜리 5가닥의 0.1Ω × 5가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 50㎛짜리 30가닥의 0.05Ω × 30가닥 = 1.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

0.5Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제2방법은 1그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로 한 동일 가닥수, 동일 굵기로 하고 2그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로 한 동일 굵기에서 가닥수만 변경한다.

다시 말해 1그룹(재질 A)은 상기 1Ω을 제2방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛짜리, 동일한 10가닥으로, 2그룹(재질 B)은 상기 1Ω을 제2방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛로 하되, 가닥수만 30가닥으로 변경 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이고 재질 B 굵기 50㎛ 짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 50㎛짜리 10가닥의 0.05Ω × 10가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 50㎛짜리 10가닥의 0.05Ω × 30가닥 = 1.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 2Ω이 되고 이를 다시 1/2Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.5Ω이 된다.

또한, 0.25Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제1방법은 1그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로 한 동일 가닥수, 동일 굵기로, 2그룹은 상기 1Ω 만들 때와 같은 방법으로 한 동일 굵기에 가닥수만 변경한다.

다시 말해 1그룹(재질 A)은 상기 1Ω을 제1방법으로 만들 때와 동일한 굵기 100㎛짜리 동일한 5가닥으로, 2그룹(재질 B)은 상기 1Ω을 제1방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛ 하되, 가닥수만 70가닥으로 변경 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 100㎛짜리의 1/R1 = 1/10Ω = 0.1Ω이고 재질 B 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 100㎛짜리 5가닥의 0.1Ω × 5가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 50㎛짜리 70가닥의 0.05Ω × 70가닥 = 3.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 4Ω이 되고 이를 다시 1/4Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.25Ω이 된다.

0.2Ω의 총 합성저항값을 만들기 위한 제2방법은 1그룹은 상기 1Ω 만들 때와 동일 가닥수, 동일 굵기로 하고, 2그룹은 상기 1Ω 만들 때와 동일 굵기로 가닥수만 변경한다.

다시 말해 1그룹(재질 A)은 상기 1Ω을 제2방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛짜리 동일한 10가닥으로 하고, 2그룹(재질 B)은 상기 1Ω을 제2방법으로 만들 때와 동일한 굵기 50㎛로 하되 가닥수만 70가닥으로 변경 구성하여 합성하면 된다.

즉, 재질 A 굵기 50㎛짜리의 1/R1 = 1/20Ω = 0.05Ω이고 재질 B 굵기 50㎛짜리의 1/R 1= 1/20Ω = 0.05Ω이므로, 1그룹 50㎛짜리 10가닥의 0.05Ω × 10가닥 = 0.5Ω이고 2그룹 50㎛짜리 70가닥의 0.05Ω × 70가닥= 3.5Ω, 따라서 1,2그룹을 합치면 4Ω이 되고 이를 다시 1/4Ω 하면 최종적으로 총 합성저항값은 0.25Ω이 된다.

그리고 제2-8실시예는 상술한 제2-1실시예 내지 제2-7실시예를 모두 합성하거나 선별 합성한 다양한 방법으로 총 합성저항값을 변경하여 특정된 맞춤형 저항값으로 맞추는 방법이다.

이와 같은 다양한 실시예 중 실용적이고 효과적인 방법 2가지는 제2-7실시예의 ⓐ 방법과 ⓑ 방법이고, 그 중에서 가장 만들기 적합한 방법은 ⓑ 방법이다.

이상과 같은 합성저항값을 변경시켜주는 방법으로 원하는 저항값을 맞춤형으로 제조하는 방법으로 만든 그 발열체를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

어떤 작은 면적을 가진 발열체를 만들고자 하는데 거기에 열선(발열체) 길이가 1m밖에 들어갈 자리가 없다고 가정하고, 여기에 열선 1m당 저항값이 1Ω짜리와 2Ω짜리, 3Ω짜리가 각각 필요하다고 할 때 이들을 이용해 실제 발열체를 만들어 보면,

첫째 방법으로,

① 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 1Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선의 극세선 재질을 2종으로 하고 각 종별 재질은 동일하게 하되, 1종 그룹은 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하고, 2종 그룹은 굵기와 가닥수를 동일하게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 합금금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율(75~80 중량%)을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25% 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

② 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 2Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선의 극세선 재질을 2종으로 하고 각 종별 재질은 동일하게 하되, 1종 그룹은 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하고, 2종 그룹은 굵기와 가닥수를 동일하게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25% 중량이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

③ 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 3Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선의 극세선 재질을 2종으로 하고 각 종별 재질은 동일하게 하되, 1종 그룹은 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하고, 2종 그룹은 굵기와 가닥수를 동일하게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어 지는 것이다.

다음, 둘째 방법은 상기 첫째 방법에서 사용한 SUS 316 재질을 사용하여 만든 1종의 극세선을 SUS 316 재질로 극세선을 직적 만들어 내서 사용하는 것 대신, 동일 굵기와 동일 가닥수를 NASLON(강섬유 또는 금속섬유)을 사용하는 방법으로써, 강섬유(금속섬유)들 중 이들이 이미 기성품으로 만들어져 나오는 사양이 있으므로 이들 중에서 골라 동일 사양을 대체시켜 사용하는 방법이다.

이와 같은 제2실시예에 의하면 종래 기술의 둘째 문제점을 해결할 수 있다.

<실시예 3>

실시예 3은 상술한 실시예 1과 2의 발열체를 만들 때 해당 발열체 길이 전체가 모두 균일 저항값을 가지게 만들어진 것을 사용하면 된다.

상기 실시예 1,2의 번들(발열체)에 있어서 해당 번들 길이 전체가 모두 균일한 저항값을 가질 수 있게 하는 방법은, 번들 내부에 다수 가닥의 극세선 모두에서 각각 1개의 극세선 별로 전체의 길이가 모두 동일하고 균일한 저항값을 가지도록 제조된 극세선을 처음부터 사용해야 한다.

상기 1개의 극세선의 전체 길이가 모두 동일하고 균일한 저항값을 가지게 제조하는 방법으로, 첫째, 단일금속 또는 합금금속을 정밀 인발기(신선기)를 통하여 극세 금속 필라멘트사로 만들어지게 한 것을 해당 극세선으로 사용하는 방법과,

둘째, 단일금속 또는 합금금속을 정밀 방적기를 통하여 극세 금속 방적사로 만들어지게 한 것을 해당 극세선으로 사용하는 방법과,

셋째, 강섬유(NASLON)를 해당 극세선으로 사용하는 방법이 있다,

상기 첫째 방법의 인발기(신선기)를 통하여 극세 필라멘트사를 만드는 공법으로는 드로잉(Drawing) 공법을 사용할 수 있다.

이와 같은 3가지 방법으로 각각의 극세선이 모두 각자의 길이 전체에서 모두 균일한 저항값을 갖도록 만든 후, 이들을 번들화 시키게 되면 상술한 실시예 1,2의 번들(발열체) 모두가 길이 전체적으로 균일한 저항값을 가지게 되어 전기적 안전성을 얻을 수 있다.

이와 같은 제3실시예에 의하면 종래 기술의 셋째 문제점을 해결할 수 있다.

<실시예 4>

실시예 4는 상술한 실시예 1 내지 3으로 만들어지는 번들(열선, 발열체)에 다수 가닥의 극세선 중 2종의 기능을 가진 극세선 그룹으로 구성하여 1종 그룹은 무조건 전류가 흘러가면 열을 계속 발생시키는 기능을 하게 하고, 다른 1종 그룹은 일정한 온도에 도달된 뒤로부터는 열을 덜 발생시키며 도체화 되면서 열을 발생시키기보다는 전류를 도체처럼 그냥 흘러가게 해주는 기능을 더 크게 수행하게 하여, 2가지 기능을 가진 극세선 그룹을 합성시켜 한 몸의 번들 1가닥이 되도록 만드는 방법이다.

열선에서 별도의 온도조절장치를 구비하지 않고 소재 자체에서 지속적 정온(일정한 온도)을 유지하는 방법으로는 PTC 원리로 동작되는 방법밖에 없다.

이러한 PTC 온도제어 방식은 열선에 열이 나서 온도가 올라가면 도전성 분자 간격이 넓어지며 저항값을 상승시켜 열선에 흐르는 전류값을 자동으로 줄여주어, 온도가 자동으로 떨어지게 하는 동작이 반복되는 것에 의해 온도를 일정한 범위 내로 유지시키는 원리인데, 이러한 원리는 열선(발열체)의 온도를 저온대로 유지시키게만 되어 열선 발열 온도를 고온으로 올릴 수 없는 기술적 한계성을 가진다.

따라서 실제 현장에서 고온 발열을 필요로 하는 곳에서는 적합하지 못한 방식이며, 특히 후술하는 실시예 5의 기능을 전혀 수행하지 못한다.

그래서 본 발명에서는 열선(발열체) 소재 자체에서 PTC 원리가 아닌 다른 방식으로 정온을 유지하는 방법을 제시하여 고효율적이면서도 저온 영역대에서 정온을 유지하는 기능은 물론, 고온, 초고온 영역대에서도 자유자재로 소재 자체만으로 정온을 유지시킬 수 있다.

열선이 발열을 하게 되면 상기 수식(Q = 0.24 × I² × R × T)에 의해 발열 시간에 비례하여 열이 발생되는 데, 이 발생열은 축열되면서 한편으로는 밖으로 전달되어(열을 빼앗겨) 온도가 올라가게 된다.

그런데 열선에서 열이 발생되는 양이 빼앗기는 양보다 많으면 열선 온도가 지속 상승하고, 빼앗기는 열량보다 작으면 열선 온도가 떨어지며, 발생 열량과 빼앗기는 열량이 동일하면 열선의 온도가 일정한 정온을 유지하게 되는 것이다.

본 발명에서는 이런 원리를 근거로 하여 열선에서 발생시키는 열량과 빼앗기는 열량의 평형상태를 좀 더 이른 시간에 효과적으로 이루어지게 하면서, 이러한 작용이 소재 자체적으로 자동적으로 이루어지게 하여 정온 유지의 목적을 달성시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 열선을 다수 가닥의 극세선으로 구성하되, 2종의 기능을 가진 극세선 그룹으로 구성하여 1종 그룹은 무조건 전류가 흘러가면 열을 계속 발생시키는 기능을 하게 하고, 다른 1종 그룹은 일정한 온도에 도달된 뒤로부터는 열을 덜 발생시키며 도체화 되면서 열을 발생시키기보다는 전류를 도체처럼 그냥 흘러가게 해주는 기능을 더 크게 수행하게 하여, 이 2가지 기능을 가진 극세선 열선 그룹을 합성시켜 한 몸의 번들 1가닥이 되도록 만들어 사용하게 된다.

이와 같은 열선에 전류를 흘려주면 일정온도까지는 1과 2그룹 모두 열을 발생시키며 급상승을 이룬 후, 어느 온도 구간에서 먼저 2그룹은 발열을 멈추고 도체 역할로 전환, 전류를 그냥 흘러가게 해버린다.

그러면 열선의 온도는 이때부터는 상승 속도가 떨어지고 어느 온도 대부터는 발열 열량과 주변에 빼앗기는 열량이 평형을 이루며 일정온도를 유지하게 되고 주변에서 열량을 빼앗아가는 조건이 변하지 않는 한 항상 일정 온도(정온)를 유지하게 되다.

그리고 이러한 정온유지 기능을 좀 더 맞춤형으로 필요한 상태로 만들면, 즉, 열선이 필요한 장소에서 어떤 원하는 온도 대에서 일정하게 유지되게 맞춤형으로 생산해 낸다면, 광범위하게 적용할 수 있다.

이렇게 맞춤형으로 만드는 방법은 기본 기능을 갖춘 번들(열선, 발열체)을 준비한 후 실험을 통하여 원하는 각각의 특정 온도 대에서 어느 정도 발열상태를(번들에 흐르는 전류값, 번들의 굵기, 번들의 저항값, 번들에 사용된 극세선 가닥수, 극세선 재질, 극세선 종류 수 등의 변수를 조절해가며) 낼 때 가장 빠른 열평형이 이루어질 수 있는지 정도를 실험을 통해 기준값을 정해 둔 후, 그 실험값을 근거로 1그룹과 2그룹의 극세선 굵기, 재료, 가닥수의 비율을 조절하여 각 건 수별로 맞춤형으로 만들면 된다.

예를 들어 실험 결과 1개의 번들 내에 극세선 2종의 그룹으로 구성되는데, 실험결과 1그룹은 A종 재질로 3가닥을 사용하고 이 극세선은 1가닥당 1초에 1A의 전류가 흐를 때 1가닥에서 각각 10℃의 열을 발생시킨다고 가정하고, 다른 1그룹은 B종 재질로 7가닥으로 구성됐는데 이 극세선은 100℃까지는 1가닥당 1초에 1A의 전류가 흐를 때 1가닥에서 각각 10℃의 열을 발생시키다가 100℃에 도달하면 1초에 1℃씩만 열을 발생시킨다고 가정하면,

이 번들에 전류를 총 1초당 10A를 흘려주면 외부로 열을 빼앗기지 않는다고 할 때 1초 후에는 100℃에 도달될 것이고, 그 이후부터는 1초당 37℃씩 상승할 것이다.

그런데 외부에서 열을 1초당 37℃을 빼앗아가는 환경이 있다고 가정하고 이 열선을 그 환경에서 사용하게 되면 이 열선은 처음에는 1초당 63℃씩 상승하다가 2초가 지나기 전에 100℃에 도달된 후부터는 열평형이 이루어지며 지속적으로 100℃의 정온을 유지하게 된다.

이러한 번들(발열체)를 맞춤형 저항값을 가지게 만들어내는 방법은 실시예 2에서 기술한 방법과 동일하다.

즉, 1초당 10A 전류가 흘러가게 번들의 저항값을 맞추어 맞춤형으로 생산해 내면 되는 것인데, 그러기 위해서 먼저 그 환경 현장에서 열선이 필요한 길이를 파악하고, 사용전압을 파악한 다음, 상기 맞춤형 저항값 맞춤 방법으로 해당 필요 저항값으로 특정시켜 제조하면 된다.

이때 필요 저항값을 정하는 방법은 예를 들어, 어느 농작물을 재배하는 넓은 공간을 가지는 비닐하우스 내부에 공간난방을 하고자 하는데, 작물 한 골(두덕) 길이가 22m이고 한 골(두덕)마다 별도조절기능 없이 열선 소재 자체만으로 100℃ 온도가 지속유지 되는 번들(열선)을 1줄씩 깔아 공간난방을 하고 싶다고 가정하고, 이 하우스의 환경은 1초에 37℃의 열을 열선에서 빼앗아가는 환경을 가지고 있다고 가정한다.

이때 저항은 220V ÷ 10A = 22Ω이 되고 사용하고자 하는 열선길이가 현장 사정상 22m짜리의 길이를 가지는 열선이 필요하므로, 해당 번들을 상술한 실시예 2의 맞춤형 저항값으로 만드는 방법을 사용하여 번들 1m당 1Ω짜리 저항값을 가지는 번들(열선)로 만든 후, 이를 22m씩 잘라 단품으로 만들어서 이 단품 여러 개를 현장에서 단품별 병렬 연결하여 사용하면 된다.

다음 필요 현장에서 설치한 번들(열선, 발열체) 전체에서 모두 동시에 100℃의 온도를 지속유지 하게 되고, 별도의 온도조절장치를 열선에 구비하지 않아도 열선 자체만으로 지속적 정온을 유지하게 된다.

이러한 정온 기능을 맞춤형으로 제조해 내는 방법을 실례로 들어보면, 그 방법은 상기 실시예 2의 제2-4실시예 내지 제2-8실시예를 따른다.

그리고 이러한 정온 기능을 맞춤형으로 제조해 내는 방법으로 만든 발열체의 실례는 상기 실시예 2의 첫째 방법과, 둘째 방법 전체의 내용을 따른다.

이와 같은 실시예 4에 의하면 종래 기술의 넷째 문제점을 해결할 수 있다.

<실시예 5>

실시예 5는 다수 가닥의 극세선을 한 몸으로 합성되게 하여 최종적으로 한 가닥의 열선(열선)이 되게 번들화하는 방법이다.

실시예 1 내지 4의 번들(bundle) 내부에 구성되는 다수 가닥의 극세선은 서로 한몸처럼 딱 붙어져 있지 않으면, 극세선과 극세선 사이가 벌어질수록 전위차가 발생하며 역전류 또는 전류 쏠림현상이 생기면서 과열이 발생되고 극세선 손상이나 화재로 이어질 수도 있다.

따라서 이 다수 가닥 극세선을 한 몸으로 꽉 묶는 방법(번들화 시키는 방법)을 통하여 다수 가닥 전체가 1개의 실과 같은 형태로, 길이를 가지는 열선(발열체)으로 만들어 주어야 한다.

이러한 번들화 시키는 방법으로, 첫째 다수 가닥의 극세선을 합친 후 그 외곽으로 고온 실(섬유)을 랩핑(Wrapping) 방법으로 감아주면서 이 고온 실(섬유)이 피복을 형성하여 내부의 다수 가닥의 극세선이 합쳐져 외부에서 볼 때 한 가닥의 실 형태가 되게 한다.

이때 사용하는 고온섬유로는 아라미드로 만든 실, 폴리아릴레이트(POLYARYLATE)로 만든 실 또는 자이론(PBO 섬유)으로 만든 실을 사용할 수 있다.

도 1은 첫째 번들화 방법에 의해 제조된 열선(발열체)(10)를 나타내는 도면으로서, 서로 합쳐진 다수 가닥의 극세선(12)을 고온 섬유(14)로 길이방향을 따라 중첩되게 감아서 피복을 형성함을 알 수 있다.

둘째, 다수 가닥의 극세선을 합연기를 통하여 자체적으로 꼬아주어 한 몸이 되게 번들화 한다.

셋째, 다수 가닥의 극세선을 코팅기에 넣어 코팅을 시키면서 뽑아내어 번들 화 한다.

이때 사용하는 코팅재는 테프론, PVC 또는 실리콘을 사용할 수 있다.

넷째, 다수 가닥의 극세선을 판형으로 된 재질의 상부와 하부 판 사이에 넣고 그 사이에 접착제를 투입한 후 접착제를 용융시켜 번들화 한다.

이때 상기 판형 재료로는 팻트 판, 일반 원단 또는 함석판을 사용할 수 있다.

또한, 상기의 접착제로는 TPU 액이나 TPU 판, 실리콘 액이나 실리콘 판, 또는 핫멜트 액이나 핫멜트 판을 사용할 수 있다.

또한, 상기 용융 방법으로 열 프레스를 사용, 열압축하여 내부 접착제가 용융되면서 내부의 극세선이 함침 침몰되어 고정되게 할 수 있고, 고주파기, 압축기를 사용, 고주파로 내부 접착제를 용융하면서 압축되게 하여 내부의 극세선이 함침 침몰되어 고정되게 할 수 있다.

다섯째, 상기 네가지 방법을 조합하여 번들화할 수 있다.

예를 들어 첫째 또는 둘째에 의해 만들어진 번들을 셋째 방식으로 두 번 이상 코팅 처리(한번 코팅된 위에 다시 코팅)한다.

<실시예 6>

실시예 6은 상술한 실시예 1 내지 5에 의해 제조된 발열체(열선)에 전류를 흘려주기 위해서 전선의 연결 작업이 필요한 데, 본 발명의 실시예에 의한 발열체는 다수 가닥의 극세선으로 구성되어 있어 다수 가닥이 모두 전선과 접속되게 되지 않으면, 접속되지 않은 극세선 일부로 전류가 흐르지 않거나 저항값 불균일을 초래 국부과열 사고가 생길 수 있다.

따라서, 극세선 다수 가닥이 모두 동시에 전원공급선(전선)과 연결되게 하는 방법으로 접속해 주어야 한다.

실시예 6의 이러한 방법 중 하나는, 해당 번들(발열체 또는 열선) 양 끝단을 접속단자나 슬리브 속에 삽입하고 동시에 일반 전선의 피복이 벗겨진 부위를 동시에 슬리브 속에 삽입시켜 다수 가닥의 극세선과 전선의 피복이 벗겨진 부위를 겹치게 한 상태로 만든 후, 접속단자(슬리브)에 압착을 가하면 접속단자(슬리브)가 압착되면서 전선과 다수 가닥의 극세선이 연결되어 극세선 모두에 동시에 전류를 흘려보낼 수 있는 구조가 된다.

<실시예 7>

이상에서 설명한 실시예에 따른 모든 번들의 극세선 재질로 사용해야 하는 특수소재는, 종래의 첫째 내지 여덟째 문제점을 해결하는데 반드시 필요함과 동시에 아홉째 문제점 중 유연성이 없고 인장력이 약해 잘 끊어지는 문제점과 내구성이 약하고 산화성이 강해 쉽게 경화되어 부스러져서 사용수명이 짧은 문제점을 모두 해결할 수 있다.

실시예 7에서 극세선의 이러한 특수 재질은 첫째, 주로 스테인리스 계열의 합금이 좋으며 특히 SUS 316이 가장 효과적이고 이를 극세하게 만들수록 더욱 이러한 효과가 발생된다.

둘째, 첫째의 SUS 316와 같은 기능을 만족시키는 강섬유(금속섬유)로서, 기성품으로 만들어져 나오는 것을 사용해도 된다.

셋째, 이러한 기능이 수행될 수 있는 특수한 합금을 직접 만들어 사용하는 방법이 있는데, 니켈과 구리의 합금을 사용하되, 혼합비율을 니켈 20～25 중량%, 구리 75～80 중량%로 하여 만든 합금금속이다.

또한, 철, 크롬, 알루미나, 몰리브덴을 혼합한 합금을 사용하되, 혼합비율을 철 65~75 중량%, 크롬 18~22 중량%, 알루미나 5～6 중량%, 기타 나머지 비율을 몰리브덴으로 하고, 여기에 추가로 실리콘, 망간, 카본을 소량씩 첨가시켜 만든 합금금속을 사용해도 된다.

넷째, 상기 첫째 내지 셋째의 소재를 혼용하는 방법이다.

예를 들어 상기 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조된 번들(열선, 발열체)에 극세선 종류 그룹을 2그룹으로 하고 1그룹은 반드시 스테인리스 계열 재료의 첫째 소재나 둘째 소재를 사용하고, 나머지 1그룹은 셋째의 니켈과 구리의 함금을 사용할 수 있다.

이와 같은 실시예 7에 의하면 종래 기술의 아홉째 문제점을 해결할 수 있다.

<실시예 8>

상술한 실시예 1 내지 7에 의해 제조된 발열체의 예를 들면 다음과 같다.

실제 현장에서 열선 1m당 저항값이 1Ω짜리와 2Ω짜리, 3Ω짜리가 각각 필요하다고 할 때 이들을 이용해 실제 발열체를 만들어 보면,

첫째 방법으로,

① 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 1Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선으로써 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선의 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 합금금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율(75~80 중량%)을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25% 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 24가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 1Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

② 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 2Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선으로써 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선의 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25% 중량이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 14가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 2Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

③ 단위 길이당 저항값이 번들 길이 1m당 약 3Ω이 되도록 만들어지게 하는 방법과, 그 열선으로써 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선의 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 만든 것으로써,

㉠ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하며 가닥수는 550가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉡ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하며 가닥수는 1,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉢ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하며 가닥수는 2,000가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어지는 것이다.

㉣ 재질 1종은 스테인리스 스틸 중 SUS 316으로 하고 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하며 가닥수는 40가닥으로 하고, 또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되, 배합 비율은 니켈이 20～25 중량%이고 나머지 비율을 구리로 하여 만드는 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하며(1가닥 저항값은 약 36Ω), 가닥수는 9가닥으로 구성하여 이를 하나로 번들화 시키면 본 열선은 1m의 길이당 저항값을 약 3Ω을 가지게 된 것으로써 전체길이도 이 저항값으로 균일한 저항값을 가지게 만들어 지는 것이다.

다음, 둘째 방법은 상기 첫째 방법에서 사용한 SUS 316 재질을 사용하여 만든 1종의 극세선을 SUS 316 재질로 극세선을 직적 만들어 내서 사용하는 것 대신, 동일 굵기와 동일 가닥수를 NASLON(강섬유 또는 금속섬유)을 사용하는 방법으로써, 강섬유(금속섬유)들 중 이들이 이미 기성품으로 만들어져 나오는 사양이 있으므로 이들 중에서 골라 동일 사양을 대체시켜 사용하는 방법이다.

<실시예 9>

상기 실시예 1 내지 8의 방법으로 발열체를 만들어서 실제 현장에서 자유자재로 다용도로 사용할 수 있게 하고, 이러한 발열체가 여러 가지 첨단 기능까지 구현할 수 있다면 더 좋다.

예를 들어 본 발열체가 수행할 수 있는 첨단 기능은 첫째, 100℃ 이상으로 고온발열 방법을 통해 장거리의 비거리를 가지는 원적외선을 다량 방사시켜 넓은 공간을 난방하게 하고, 동시에 이러한 넓은 공간 전체가 균일 난방이 이루어지게 되도록 첨단 기능을 구현할 수 있다.

이때 특히 농업용 하우스(온실) 난방으로 사용시 작물에 원적외선 효과를 주어 여러 가지 이로운 작용(작물 소출증가)이 일어나게 한다.

둘째 저전압(특히 24V 이하)으로 발열을 하고, 특히 저전압으로 고온 발열 시켜 더욱 첨단적 분야에서 다용도로 사용할 수 있게 한다.

이때 저전압으로 안전하게(DC를 사용할 경우 유해전자파가 발생 없음) 공간난방, 건축물 실내난방, 바닥난방 등 모든 난방을 가능하게 하고, 저전압으로 안전하고 고효율로 물을 끓일 수 있다.

기타 수많은 곳에서 수많은 기능과 용도로 사용하게 할 수 있다.

이상과 같은 첨단 기능을 수행하고 동시에 다용도로 사용할 수 있게 하는 발열체를 제조하는 방법 및 그 발열체는,

① 첫째, 상술한 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 발열체를, 발열체 자체에서 발열되는 온도를 현장에 필요로 하는 온도 대로 맞춘 발열체로 만든 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결해서 사용하는 방법이 있다.

이러한 방법 중 필요한 온도 대로 발열체를 맞추어 생산하는 방법에 있어서 발열체에 흘러가는 전류값을 변경시켜서 목표한 발열 온도를 맞추어 주는 방법이 있고, 특히 상기의 전류값을 3A 이상 흐르도록 하여 발열체가 100℃ 이상의 고온발열을 하게 하는 발열체를 제조할 수 있다.

② 둘째, 상술한 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 발열체를, 사용하고자 하는 저전압(예를 들어 50V 이하) 대에서 동작이 되도록 맞춘(저항값을 낮춘) 발열체를 만든 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결해서 여기에 저전압 전기를 공급해 줄 수 있는 저전압 전원부를 연결해서 사용하는 방법이 있다.

여기서 사용하고자 하는 저전압으로 맞추는 방법으로 발열체의 단위 길이당 저항값을 낮게 맞추어 주는 방법으로 발열체의 단위 길이당 저항값을 조절하여 낮아지게 맞추어내는 방법이 있고, 상기 단위 길이당 저항값을 낮아지게 하는 방법으로 발열체 길이 1m당 10Ω 이하로 되도록 발열체를 제조할 수 있다.

또한, 상기 저전압 전원부로 저전압 AC 변압기, 저전압 DC 어댑터, 축전지, 에너지저장장치(ESS), 태양광발전모듈(태양전지판) 또는 태양광발전모듈(태양전지판)에 축전지나 ESS가 연결된 설비를 연결 사용할 수 있다.

또한, 상기 저전압 중에서도 특히 AC나 DC 24V 이하의 전압을 사용할 수 있다.

③ 셋째, 상기 첫째 방법과 둘째 방법의 조합을 통하여 저전압(50V 이하)으로 고온(100℃ 이상) 발열하게 하는 방법이 있다.

④ 넷째, 상기 첫째 내지 셋째 방법을 고정물에 넣거나 부착시켜 고정해서 사용하는 방법이 있다.

⑤ 다섯째, 상기 첫째 내지 셋째 방법으로 제조된 발열체(열선) 자체에 특수한 피복을 씌우는 방법이 있다.

이 특수한 방법으로 발열체 자체에 피복코팅을 한 후 그 위에 차폐 실드를 씌우고 그 위에 다시 피복코팅을 하는 방법이 있다.

이상과 같은 실시예 9의 5가지 발열체 제조방법에 대한 기술구현 예를 설명하면 다음과 같다.

<구현예 1>

먼저, 상기 첫째 방법(구현예 1)의 의하면 넓은 공간을 균일하게 난방할 수 있다.

발열체를 이용해 넓은 공간을 균일하게 난방하기 위해서는 열이 가해지면 다량의 원적외선이 방출되는 재질에, 발생되는 원적외선이 잘 날아갈 수 있는 구조를 갖춘 발열체로 만들어야 한다.

본 발열체에는 100℃ ~ 1,000℃까지의 고온이 초고속으로 가해져서 발생 원적외선이 연속 고온을 품으면서 장거리로 날아가(비거리) 넓은 공간 전체에 균일하게 퍼지며 공진 공명을 통해 고온을 발생시키게 해준다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 지금까지 발열체를 이용해 넓은 공간 전체에 난방을 못하는 이유와 균일 난방을 못하는 이유는 대부분 히터나, 열풍기, 라디에이터 등 난방 설비들의 열전달 방식이 전도나 대류 방식이므로 넓은 공간에 열을 전달시키는데 한계가 있었기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 열 발생원이 원적외선이어야 한다.

상기 원적외선은 복사열로 열이 전달되는 것인데 공간 전체에 동시에 열을 내줄 수 있고, 넓은 공간에 균일난방이 가능할 수 있게 한다.

따라서 원적외선 난방을 하면 모든 문제가 해결이 되지만 지금까지 개발된 전기 열선이나 발열체들은 대부분 원적외선을 발생시키는 방식이 아니다.

또한, 상기 원적외선이 발생하려면 열선(발열체) 재질이 중요하다.

일반 금속이나 일반적 단일금속으로는 그것이 불가능하다.

요즘 개발된 그나마 원적외선 방출 기능을 가지는 열선(발열체)은 카본 성분으로 만들어지는 것들이 있으나, 이들은 원적외선이 멀리 날아가지 못하고 주변 30~80cm 사이에만 날려 보낼 수 있어, 그 효과가 매우 미흡하여 일반 전도열이나 대류 열히터보다 오히려 실용성이 떨어진다.

전술한 바와 같이 전기 열선(발열체)에서 발생되는 원적외선이 실용성이 있으려면 원적외선이 날아가는 거리(비거리)가 길어야 하고, 적어도 넓은 공간을 꽉 채울 정도로 날아가는 거리를 길게 하려면 열이 가해지는 경우 원적외선이 발생하는 재료에 어느 일정온도 이상 고온을 유지시켜 주어야만 가능하고 이때 온도가 높아질수록 더 효과적이며, 여기에 더하여 원적외선이 더 효율적으로 많은 양이 생산되며 날라 갈 수 있는 구조가 되었을 때 비로소 그러한 장거리 비거리 효과가 나온다.

즉, 넓은 공간에 균일 난방을 할 수 있는 최적의 방법은 열을 가하면 원적외선이 발생하는 재질로 만들어 열선(발열체)에 발열 온도를 최소 100℃ ~ 1000℃ 온도를 지속 유지시켜 주어야 하고, 동시에 고온의 열을 내면 더 효율적으로 더 많은 양의 원적외선이 생산되면서 더 잘 날라 갈 수 있는 구조로 만들어져야 한다.

이러한 구조로 만들어진 열선(발열체)은 열선(발열체)에 전기를 흘려주어 발열시키면 비로소 장거리 비거리를 가지는 원적외선이 발생되면서 복사열로 넓은 공간난방 및 균일난방을 할 수가 있게 된다.

이러한 것을 모두 만족시키는 열선(발열체)을 만드는 구체적인 방법은,

먼저, 제1조건으로 열을 가하면 원적외선이 다량 방사되는 재질이어야 하고, 이러한 재질들이 100℃ 이상 ~ 1000℃ 이내의 고온 발열을 지속적으로 장기간 견딜 수 있는 것들이어야 하는데, 이러한 조건을 모두 만족시키는 재질로는 상기 실시예 7에서 제시한 소재(재질)를 사용하면 된다.

다음, 제2조건으로 고온의 열을 내면 더 효율적으로 더 많은 양의 원적외선이 생산되면서 더 잘 날라 갈 수 있는 구조로 만들어져야 하는 것인데, 이는 상기 실시예 1 내지 실시예 7에 의해 제조된 발열체는 이러한 기능(효과)이 강하게 나올 수 있는 구조이다.

왜냐하면, 발열체 내부에 고온의 열을 받으면 장거리 비거리를 가지는 원적외선이 다량 방사되는 재질들을 아주 가는 극세선으로 만들었기 때문에 원적외선이 열선 내부에서 바로바로 극세선 밖으로 쉽게 방출될 수 있는 구조가 되고(만일 열선 단면적이 크다면 원적외선이 열선에서 생성된다 해도 열선 자체에서 품고 있을 확률이 커져서 외부 방출되는 효과가 크게 떨어진다), 또한 원적외선들이 고온을 쉽게 품게 해 줌으로써(본 발명의 발열체는 초고속, 초고온 발열을 해 줌으로써) 원자운동의 진동 폭을 증대시켜주어 멀리 날라 갈 수가 있게 된다.

그 다음, 제3조건으로 상기 제1조건과 제2조건을 만족시킨 발열체가 100℃ ~ 1,000℃의 고온 발열을 해야만 하는 것인데, 이러한 고온 발열을 시키기 위한 발열체 제조방법은,

전술한 바와 같이, 상술한 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 발열체를, 발열체 자체에서 발열되는 온도를 현장에 필요로 하는 온도 대로 맞춘 발열체로 만든 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결해서 사용하는 방법이다.

이러한 방법 중 필요한 온도 대로 발열체를 맞추어 생산하는 방법에 있어서 발열체에 흘러가는 전류값을 변경시켜서 목표한 발열 온도를 맞추어 주는 방법을 이용하고, 특히 상기 전류값을 3A 이상 흐르도록 하여 발열체가 100℃ 이상의 고온발열을 하게 하는 발열체를 제조하면 된다.

이를 예를 구체적으로 설명하면, 사용전기의 전압을 220V를 사용하여 발열체 온도를 150℃ 이상 발열하게 만들고 싶으면, 먼저 제1조건과 제2조건을 모두 만족시켜 만들어진 상기 실시예 1 내지 8의 발열체에 220V의 전압의 전기를 발열체에 연결 후 저항값을 조절하면서 전류를 흘려주어 발열 온도를 측정, 150℃로 지속 발열 될 때의 전류값을 측정한다.

다음 현장에서 열선이 필요한 길이를 파악한다.

그런 다음 현장에서 필요한 열선 길이에서 그 열선이 자체 소재에서 150℃로 지속 발열될 수 있으려면 반드시 측정된 전류값이 흘러가게 해야 하는데, 이렇게 만들려면 사용전압을 측정된 전류값으로 나누면 필요한 저항값이 나오고, 최종 해당 저항값이 구해지면 이 저항값으로 발열체를 고정시켜, 실시예 2에 의해 맞춤형으로 생산한 후 이 발열체를 사전에 파악된 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결해서 사용하면 된다.

예를 들어, 어느 농작물을 재배하는 넓은 공간을 가지는 비닐하우스 내부에 공간난방을 하고자 하는데 작물 한 골(두덕) 길이가 55m이고 한 골(두덕)마다 150℃로 지속 발열되는 번들(열선)을 1줄씩 깔아 하우스 내부 공간난방을 하고 싶다고 가정하면, 상기 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 발열체를 사용하여 220V 전압을 걸어서 발열체로 4A의 전류가 흘러가게 할 때 발열체에서 150℃의 온도로 지속 발열되는 실험결과를 얻었다고 하면, 저항은 220V ÷ 4A = 55Ω이 된다.

여기서 사용하고자 하는 열선(발열체)길이가 현장 사정상 55m 길이의 열선이 필요하다면 해당 발열체를 상기 실시예 2의 맞춤형 저항값 만드는 방법을 사용하여 해당 발열체를 길이 1m당 1Ω짜리 저항값을 가지는 발열체로 만든 후, 55m씩 잘라 단품으로 만들어서 1단품에 1회로가 성립되게 전기를 연결하고, 이 단품 여러 개를 현장사정에 몇 개 필요한지 설계 후 단품을 병렬연결 사용하면 현장에서 설치한 열선 전체에서 모두 동시에 150℃의 지속 발열을 하게 된다.

따라서 고온으로 열을 품은 다량의 원적외선들이 넓은 공간에 장거리 비거리를 가지며 다량 방사되면서 비닐하우스 전체를 원적외선(복사열) 열로 공간난방을 하게 되고 동시에 균일난방을 할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 발열체를 실제 여러 필드에서 실험한 결과, 100℃ 이상, 1,000℃ 이하의 온도로 지속 발열을 하는 경우, 고온의 원적외선이 날아가는 거리(비거리)가 아주 길어지며 어떠한 넓은 공간으로도 동시에 날아가서 넓은 면적을 가진 모든 공간 안을 꽉 채우며 복사열 난방(원적외선에 의한 공진, 공명 발열)이 이루어지고, 동시에 이러한 원리로 난방이 되어 넓은 공간 전체가 균일한 난방이 된다.

따라서 본 실시예에 따른 발열체를 고온 발열시키는 방법 중에서도 특히 100℃ 이상으로 고온발열 시키는 것이 중요하고, 이러한 100℃ 이상의 고온 발열을 하려면 본 실시예에 따른 발열체에 최소한 3A 이상의 전류가 흘러가야만 한다.

그리고 이러한 방법으로 제조한 발열체 중에서 공간난방에 적합한 발열체를예를 들면,

첫째, 상기 실시예 8에서 만든 발열체를 220V 전압에 사용하는 열선으로 만들기 위해 저항값 2Ω(발열체 길이 1m당)짜리를 사용하여 31m씩으로 잘라 사용하면, 발열체에 흐르는 전류가 3.1A 정도로 흘러가며 발열체에서 지속적으로 150℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하며 발열이 되어 넓은 공간난방과 넓은 공간 균일난방에 매우 효과적이다.

둘째, 상기 실시예 8에서 만든 발열체를 220V 전압에 사용하는 열선으로 만들기 위해 저항값 2Ω(발열체 길이 1m당)짜리를 사용하여 23m씩으로 잘라 사용하면, 발열체에 흐르는 전류가 4.2A 정도로 흘러가며 그 발열체에서 지속적으로 230℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하며 발열이 되어 넓은 공간난방과 넓은 공간 균일난방에 매우 효과적이다.

셋째, 상기 실시예 8에서 만든 발열체를 380V 전압에 사용하는 열선으로 만들기 위해 저항값 2Ω(발열체 길이 1m당)짜리를 사용하여 55m씩으로 잘라 사용하면, 발열체에 흐르는 전류가 3.1A 정도로 흘러가며 발열체에서 지속적으로 150℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하며 발열이 되어 넓은 공간난방과 넓은 공간 균일난방에 매우 효과적이다.

넷째, 상기 실시예 8에서 만든 발열체를 380V 전압에 사용하는 열선으로 만들기 위해 저항값 2Ω(발열체 길이 1m당)짜리를 사용하여 40m씩으로 잘라 사용하면, 발열체에 흐르는 전류가 4.2A 정도로 흘러가며 발열체에서 지속적으로 230℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하며 발열이 되어 넓은 공간난방과 넓은 공간 균일난방에 매우 효과적이다.

이와 같은 구현예 1에 의하면 종래 기술의 다섯째, 여섯째 문제를 해결할 수 있다.

<구현예 2>

상기 둘째 방법(구현예 2)에 의하면 저전압(특히 24V 이하)에서 동작되는 발열체를 만들 수 있고 이는 발열체의 사용범위를 태양광발전모듈과 연계시킨 난방으로 확대할 수 있게 한다.

구현예 2는 사용하는 전기의 전압 대를 저전압(특히 24V 이하로)으로 사용할 수 있도록 발열체의 저항값을 낮추어 발열체의 저항값을 될 수 있으면 발열체 길이 1m당 10Ω 이하가 되게 하는 것이다.

즉, 구현예 2는 상술한 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 발열체를, 사용하고자 하는 저전압(예를 들어 50V 이하) 대에서 동작이 되도록 맞춘(저항값을 낮춘) 발열체를 만든 후, 이를 해당 길이별로 잘라서 단품화 시키고, 1단품이 1회로가 되게 하여 이러한 단품 여러 회로를 병렬연결해서 여기에 저전압 전기를 공급해 줄 수 있는 저전압 전원부를 연결해서 사용하는 방법이다.

한편, 발열체는 특히 전압이 낮은(저전압) 상태에서 동작할수록 안전하고, 특히 세계적 안전전압은 24V 이하의 전압이며, DC전원은 유해전자파 중 특히 해로운 자계를 발생시키지 않는다.

이에 근거하여 발열체를 인체에 해가 없는(적어도 해가 적게 가는) 저전압 대에서 동작되도록 만들기 위해서는 발열체 저항값을 크게 낮추어 생산한 발열체를 사용해야 한다.

즉, 사용하고자 하는 필요 저전압 대가 낮을수록 거기에 맞추어 발열체의 저항값을 많이 낮추어 주어야만 저전압에서도 발열체에 원하는 전류량을 흘려 줄 수 있고, 발열체에 전류가 원활히 흘러가야 발열동작이 이루어질 수 있다.

그리고 발열체 저항값을 낮추려면 실시예 2의 맞춤형 방법에서 극세선의 합성 저항값을 조절하여 발열체 저항값을 낮추면 된다.

예를 들어, 발열체를 어느 건축물 실내 난방을 위해 공간난방재로 사용하고사용 전원부를 태양광전지판에 직접 연결해서 사용하고자 하면, 태양광 전지(솔라셀)에서 생산되는 전기는 셀 1개에서 DC 1.5V의 전기를 생산하는데 - 보통 이들을 축전지에 모아 사용하고, 축전지 2차측 방출 전압이 24V라고 하며, 여기에 연결되는 발열체를 600W급으로 하고 싶다고 하면 - 전류는 600W ÷ 24V = 25A가 되어 이 건축물 난방을 위해 설치된 발열체에 적어도 25A의 전류를 흘려줘야 600W 부하의 열량으로 난방을 할 수 있다.

그런데 발열체에 24V로 25A의 전류를 흘려주려면 발열체의 저항값은 24V ÷ 25A = 0.96Ω이 되어야 한다.

즉, 발열체를 길이 1m당 0.96Ω이 되게 실시예 2에 의해 맞춤형으로 맞추어 제조한 후, 이를 1m씩 잘라서 1회로를 구성하여 사용하여야 한다.

그런데 종래의 발열체들은 발열체 저항값을 낮출 수 있는 기술이 없어 아무리 낮춘다 해도 1m에 30Ω 이하로는 낮출 수가 없었다.

따라서 만일 30Ω 저항값을 가지는 발열체를 여기에 적용하면, 24V÷30Ω = 0.8A의 전류가 종래의 발열체에 흘러가게 되고, 이를 전력량으로 환산하면 24V × 0.8A = 19.2W가 되어 원하는 목표 부하값 600W의 31분의 1도 안 되는 발열밖에 못하게 되어 결국 이 건물은 난방을 할 수가 없게 된다.

만일 굳이 600W를 모두 발생시키게 하려면 종래의 1m에 30Ω 나오는 발열체를 3cm씩 31개를 잘라 이를 병렬 연결해서 사용해야 한다.

이렇게 3cm씩 31개를 잘라서 사용하는 것은 실용성이 크게 떨어지게 되고 사실 상품으로 만드는 것이 불가능하다.

따라서 저전압용 발열체는 1m 길이당 적어도 10Ω 이하의 저항값을 가질 때만 비로소 상품성이 있고, 발열체를 저전압용으로 만들 때는 특히 저항값을 1m 길이당 적어도 10Ω 이하가 되는 것들로 생산해야 한다.

그 다음으로 저항값을 10Ω 이하로 낮추어 생산한 발열체가 실제 저전압에 동작되게 하기 위해서는 저전압을 공급해 줄 수 있는 전원부에 연결하여 사용하는 것이 중요한데, 이러한 저전압 전원부의 연결 방법으로 저전압 AC 변압기, 저전압 DC 어댑터, 축전지, 에너지저장장치(ESS), 태양광발전모듈(태양전지판) 또는 태양광발전모듈(태양전지판)에 축전지나 ESS가 연결된 설비를 연결 사용할 수 있다.

그리고 상술한 바와 같이 발열체는 특히 전압이 낮은(저전압 주로 50V 이하 전압) 상태에서 동작할수록 안전하고, 세계적 안전전압은 24V 이하의 전압이며 특히 DC 전원은 유해전자파 중 특히 해로운 자계를 발생시키지 않는다,

이러한 사실에 근거하여 본 발명에서는 저전압 중에서도 기왕이면 24V 이하의 전압을 사용하는 발열체를 만드는 것이 바람직하고, 특히 DC 24V 이하 용으로 만들어 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어 AC, DC 전원 모두에서 24V 이하의 전압으로 사용하는 발열체를 만들기 위해서는 실시예 1 내지 8의 방법으로 발열체를 제조하되, 24V 이하의 어느 특정 전압 대에서 사용하고자 하는 전류값을 산출하고 거기에 맞는 저항값으로 실시예 2에 의한 맞춤형 저항값을 갖는 발열체를 제조한 후, 그 발열체를 설계된 길이로 잘라 단품으로 1개씩 병렬 연결하여 사용하면 된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, DC 24V로 동작하는 1㎡에 192W의 전력량을 가지는 바닥난방재를 만들고자 가정하고 열선의 발열 온도를 100℃짜리와 150℃짜리로 만들고 싶다고 했을 때, 먼저 상기의 방법으로 만들어지는 여러 종류의 저항값을 가지는 맞춤형 발열체를 가지고 각 발열체에 전류가 얼마큼 흘러갈 때 몇 도(℃)의 온도가 나오는가를 여러 실험을 통해 측정하여 데이터를 취득한다.

예를 들어 1Ω 발열체에서는 4A가 흘러갈 때 150℃의 온도로 지속발열이 이루어지고, 3A가 흘러갈 때 100℃의 발열이 지속 이루어지는 걸로 측정되었다고 하면, R=V/I 이므로 24V ÷ 4A = 6Ω이 나오고 6Ω을 맞추려면 1Ω짜리 번들 6m를 단품으로 1회로로 잘라 쓰면 되는데, 이 1회로의 전력량은 P=I×V 이므로 4A × 24V = 96W가 된다.

그런데 바닥난방재의 원하는 전력량은 192W이므로 192W ÷ 96W = 2가 되어 이러한 단품 2회로를 병렬 연결하여 바닥난방재 1㎡ 안에 배치시키면 된다.

만약 1Ω짜리 6m가 2회로면 12m가 되고 열선 길이가 너무 길어 배치가 불가능하므로 똑같은 192W 전력량을 가지되 열선을 좀 짧게 해야 한다고 하면, 번들 2Ω짜리 3m를 단품으로 1회로로 잘라서 2회로를 병렬연결 사용하면 총 열선 길이가 6m 줄게 된다.

반대로 열선길이를 2배로 늘리고 싶다면 번들을 0.5Ω짜리를 쓰면 된다.

이 바닥난방재를 DC 저전압 바닥난방재로 할 경우 파워부분에 어댑터나 정류기를 사용하여 2차측 공급전원을 DC 저전압으로(특히 DC 24V 이하) 공급되도록 연결해 주면 된다.

만일 AC 저전압으로(특히 AC 24V 이하)로 연결하고자 할 경우 AC 저전압 변압기를 파워부에 연결하여 사용하면 된다.

그리고 파워부를 태양광발전모듈(태양전지판)에 연결해서 사용하면 태양광발전모듈에서 발전되는 전기는 모두 DC이므로 여기서 발전되는 DC 전기를 저전압(특히 DC 24V 이하)으로 맞추어 특정 전압대에 고정시킨 모듈을 장착한 후, 그 모듈에서 나오는 전기를 이 바닥난방재에 공급하면 된다.

또 다른 연결 방법으로 태양광발전모듈(태양전지판)에서 생산되는 전기를 축전지 등과 같은 ESS(Energy Storage System)에 저장하였다가 이를 이 바닥난방재에 연결하여 사용할 수도 있다.

이와 같은 구현예 2에 의하면 종래 기술의 일곱째 문제점을 해결할 수 있다.

<구현예 3>

셋째 방법(구현예 3)에 의하면 저전압(50V 이하) 특히, 24V 이하 전압을 사용하여 100℃ 이상의 고온으로 발열되게 하는 발열체를 만들어 사용범위를 더욱 넓힐 수가 있다.

구현예 3은 상기 구현예 1과 2를 조합하여 저전압(50V 이하)으로 고온(100℃ 이상) 발열을 하는 발열체를 제조하는 방법이다.

종래의 방식은 열선 동작 전압을 세계적 안전 전압인 24V 이하로 낮출 수가 없어서 열선이 물속에 설치되면 절연이 문제가 되어 직접 물에 담가 사용이 불가함에 따라 그렇지 않아도 좋지 않은 효율이 더욱 떨어지게 된다.

그러나 본 열선을 사용하면 전압을 24V로 낮추어 사용하면서도 열선 발열 온도를 1000℃까지 상승시킬 수 있으므로 물속에 직접 설치하여 발열할 수 있고, 설혹 물속에서 발열체 절연이 파괴되어도 사용 전압이 24V 이하로 안전에 문제가 없으며, 직접 물에 설치함으로써 발열되는 열량이 거의 100% 물에 전달되므로 고효율로 물을 끓일 수 있다.

이를 좀 더 상세히 기술해 보면, 구현예 1은 저전압에서 고효율로 동작되는 데는 발열체 제조방법이고, 사용전기가 AC건 DC건 상관없이 동작한다.

따라서 발열체 제조시 구현예 2에 의해 맞춤형 합성저항값을 24V 이하 저전압으로 사용하기에 알맞게 낮추어 제조한 후(최고 10Ω이 넘어가지 않게), 이를 100℃ ~ 1,000℃의 고온 발열하기 위한 사전 측정한 전류값에 맞추어 잘라서 1회로 씩 만들어 병렬연결 사용하거나, 또는 사전에 발열체 사용 길이가 정해져 있으면 사용전압에 맞고 사용 길이에 맞는 저항값으로 발열체 저항값을 맞추어 생산한 것을 정해진 길이로 잘라서 1회로 씩 만들어 병렬연결 사용하면 된다.

예를 들어 DC 24V로 물을 끓이는 순간온수기를 만들고자 가정하고 이러한 DC 24V 전압을 사용하여 사용 열선에서 500℃의 고온 발열해야만 손간 온수기가 동작 한다고 가정한다.

먼저, 실시예 1 내지 8의 방법으로 만들어지는 여러 종류의 저항값을 가지는 맞춤형 발열체를 가지고, 각 발열체에 전류가 얼마큼 흘러갈 때 몇 도의 온도가 나오는가를 여러 번 실험을 통해 측정하여 데이터를 얻는다.

예를 들어 실시예 8에 의해 만들어진 1Ω 발열체에서는 48A가 흘러갈 때 500℃의 온도로 물속에서 지속발열이 이루어지는 걸로 측정되었다고 하면, 24V ÷ 48A = 0.5Ω이 나오고 0.5Ω을 맞추려면 실시예 8에 의해 만들어진 1Ω짜리 발열체를 0.5m 단품으로 1회로로 잘라 사용하면 된다.

그리고 이 발열체의 부하량(소비전력량)을 계산해보면 24V × 48A = 1,152W가 된다.

또 한편으로, 그런데 만일 이미 사용하고자 하는 발열체 길이가 1회로당 1m로 정해졌다고 가정하면, 이때는 1Ω의 발열체를 1m 길이로 잘라 이것을 2회로 병렬 연결하여 사용하면 된다.

왜냐하면, 이때 1Ω의 발열체 1m로 흘러가는 전류량은 24V ÷ 1Ω = 24A가 되므로 이를 다시 소비전력량으로 환산하면 24V × 24A = 576W가 된다.

즉, 1,152W ÷ 576W = 2가 되어 발열체 1Ω 1m 단품 2회로를 사용하는 소비전력량과 발열체 1Ω 0.5m 단품 1회로를 사용하는 소비전력량이 같아진다.

단지 이때 발열체 1Ω 0.5m 단품 1회로의 발열온도가 500℃ 라면, 1Ω 1m 단품 2회로의 발열온도는 1/4로 떨어진 125℃가 된다.

이와 같은 구현예 3에 의하면 종래 기술의 여덟째 문제점을 해결할 수 있다.

<구현예 4>

상기 넷째 방법(구현예 4)에 의해 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체를 2차 고정물에 삽입하거나 고정시키면 더 다용도로 사용할 수 있다.

구현예 4는 발열체를 고정물에 삽입하거나 부착시켜 고정하여 사용하는 방법이다.

이를 상술하면 첫째, 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체를 코팅하여(또는 2중 이상으로 코팅하여) 이 발열체(열선) 자체를 사용하고자 하는 고정물에 고정시켜 사용하는 방법이다.

이때 사용하는 코팅재는 테프론, PVC 또는 실리콘을 사용한다.

둘째, 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체를 상하의 판 사이에 개재하고 그 사이에 접착제를 투입한 후 용융시켜 사용하는 방법이다.

이때 판형 재료로는 팻트 판, 일반 원단 또는 함석판을 사용한다.

또한, 상기 접착제로는 TPU 액 또는 TPU 판을 사용하거나, 실리콘 액 또는 실리콘 판을 사용하거나, 핫멜트 액 또는 핫멜트 판을 사용한다.

또한, 상기 접착제를 용융시키는 방법은 열 프레스를 사용, 열압축하여 내부 접착제가 용융되면서 내부의 발열체가 함침 침몰되게 하여 고정하거나, 고주파기나 압축기를 사용, 고주파로 내부 접착제가 용융되면서 압축되게 하여 내부의 발열체를 함침 침몰시켜 고정한다.

셋째, 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체를 코팅하여(또는 2중 이상으로 코팅하여) 발열체(열선) 자체를 2차 고정물에 삽입하거나 고정시켜 사용하는 방법이다.

이때 새장 같은 철망 안에 삽입하거나, 액자 속에 고정시키거나, 천장부착 틀 내에 삽입하거나, 철이나 금속으로 된 망사 같은 틀에 고정시킬 수 있다.

또한, 2차 고정 방법은 바인더 선으로 묶거나, 사각 유연성 철망에 발열체 단품(1회로)을 병렬연결 하여 바인더선으로 고정시킨(묶은) 후, 그 유연성 철망을 새장 같은 철망 속에 넣은 다음 이를 다시 고정시킬(바인더 선으로 묶어서) 수 있다.

<구현예 5>

상기 다섯째 방법(구현예 5)를 통하여 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체에 특수한 피복을 입혀 스노우 멜팅 시스템과 같은 다용도로 사용할 수 있다.

이와 같은 구현예 5는 방법으로 첫째 내지 세째 방법에 의한 발열체(열선)에 특수한 피복을 씌우는 방법으로, 발열체에 피복 코팅을 한 후 그 위에 차폐 실드를 씌우고 그 위에 다시 피복 코팅을 한다.

예를 들어 실시예 1 내지 8에 의해 만들어진 발열체 외면을 테프론으로 코팅(1차 또는 2차 이상)하고, 위에 다시 강심(강도가 있는 철사)으로 돌려 씌워서 차폐 실드를 시켜준 후, 그 위에 마지막으로 PVC 코팅(1차 또는 2차 이상)하여, 이를 각종 도로바닥, 활주로 바닥, 인조잔디구장 바닥, 골프장 바닥에 삽입(또는 콘크리트나 아스팔트 내부에 타설)하여 스노우 멜팅(Snow Melting)용(융설용)으로 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10: 발열체(열선) 12: 극세선
14: 고온 섬유

Claims (50)

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4. 단일금속 또는 합금금속으로 고 저항값을 가지는 극세선을 만든 후, 상기 극세선 다수 가닥을 서로 접촉되게 합쳐서 하나의 번들로 만들어 한 가닥의 열선이 되게 하고, 상기 다수 가닥의 극세선의 총 합성저항값을 변경시켜 해당 번들의 단위 길이당 특정 저항값을 맞추어 제조하며;
   상기 총 합성저항값의 변경은, 상기 다수 가닥의 극세선의 재질과 굵기는 동일하게 하고 그 극세선의 총 가닥수를 변경하는 제1방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선의 재질과 가닥수를 동일하게 하고 그 극세선의 굵기를 변경하는 제2방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선의 굵기와 가닥수를 동일하게 하고 그 극세선의 재질을 변경하는 제3방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선의 굵기와 가닥수는 동일하게 하되, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 극세선의 재질을 각각 다르게 하고 각 그룹별 극세선의 재질을 변경하는 제4방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선의 굵기는 동일하게 하되, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 극세선의 재질을 각각 다르게 하고 각 그룹별 극세선의 가닥수를 변경하는 제5방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선을, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 극세선의 재질을 각각 다르게 하고, 각 그룹별 또는 번들 전체의 가닥수는 동일하게 하고 그룹별 굵기를 변경하는 제6방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선을, 동일 재질을 가진 그룹을 2종 이상으로 하면서 그룹별로는 극세선의 재질을 각각 다르게 하고, 각 그룹별 굵기와 가닥수를 변경하는 제7방법 중 어느 하나 이상의 방법에 의한 것이며,
   상기 제7방법이, 상기 동일 재질을 가진 2종 이상의 그룹 중 1그룹은 극세선의 굵기와 가닥수를 변경하고, 상기 동일 재질을 가진 2종 이상의 그룹 중 2그룹은 1그룹과 다른 재질로 동일 굵기와 가닥수를 유지하는 방법과,
   상기 1그룹은 극세선의 굵기와 가닥수를 변경하고, 상기 2그룹은 1그룹과 다른 재질로 동일 굵기를 유지하면서 가닥수를 변경하는 방법 중,
   어느 하나인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 다수 가닥의 극세선에서 각각의 극세선에 대해 전체의 길이가 모두 동일하고 균일한 저항값을 갖도록 하여, 해당 번들 길이 전체가 균일한 저항값을 가질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 각각의 극세선에 대해 전체 길이가 모두 동일하고 균일한 저항값을 갖도록 하는 방법은,
   상기 단일금속이나 합금금속을 인발기(신선기)를 통하여 극세 금속 필라멘트사로 만든 것을 해당 극세선으로 사용하는 방법과,
   상기 단일금속 또는 합금금속을 방적기를 통하여 극세 금속 방적사로 만든 것을 해당 극세선으로 사용하는 방법과,
   강섬유(금속섬유)(NASLON)를 해당 극세선으로 사용하는 방법 중,
   어느 하나인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 인발기(신선기)를 통하여 극세 금속 필라멘트사로 만드는 공법은 드로잉(Drawing) 공법인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
8. 단일금속 또는 합금금속으로 고 저항값을 가지는 극세선을 만든 후, 상기 극세선 다수 가닥을 서로 접촉되게 합쳐서 하나의 번들로 만들어 한 가닥의 열선이 되게 하고, 상기 다수 가닥의 극세선을 서로 다른 기능을 가진 1,2그룹으로 구성하되,
   상기 1그룹은 전류가 흐르는 경우 열을 계속 발생시키는 기능을 하게 하고,
   상기 2그룹은 일정한 온도에 도달된 뒤로부터는 열을 덜 발생시키며 도체화 되면서 열을 발생시키기보다 전류를 도체처럼 흘러가게 해주는 기능을 더 수행하게 하여,
   상기 1,2그룹을 하나의 번들로 만드는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
9. 제4항에 있어서,
   상기 다수 가닥의 극세선을 하나로 번들화하는 방법으로,
   상기 다수 가닥의 극세선을 길이방향을 따라 고온 섬유로 중첩되게 랩핑(Wrapping)하여 다수 가닥의 극세선을 고온 섬유로 피복하는 제1방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선을 합연기를 통하여 자체적으로 꼬아서 한 몸이 되게 하여 번들화하는 제2방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선을 코팅기에 투입하여 코팅을 하면서 뽑아내어 번들화하는 제3방법과,
   상기 다수 가닥의 극세선을 판형으로 된 재질의 상부와 하부 판 사이에 넣고 접착제를 투입한 다음 접착제를 용융시켜 번들화하는 제4방법 중,
   어느 하나 이상의 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 극세선을 하나로 번들화하는 제1방법에서 고온 섬유의 재질은 아라미드, 폴리아릴레이트(POLYARYLATE) 또는 자이론인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 극세선을 하나로 번들화하는 제3방법에 사용하는 코팅재는 테프론, PVC 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 극세선을 하나로 번들화하는 제4방법에 사용하는 판형 재료는 팻트 판, 일반 원단 또는 함석판이고,
    상기 접착제는 TPU 액이나 TPU 판, 실리콘 액이나 실리콘 판 또는 핫멜트 액이나 핫멜트 판이며,
    상기 접착제의 용융은 열 프레스를 사용, 열압축하여 내부 접착제를 용융하거나, 고주파기나 압축기를 사용, 고주파로 내부 접착제를 용융하는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
13. 제4항에 있어서,
    상기 극세선의 재질로 스테인리스 계열의 합금으로서 SUS 316과,
    배합비율 니켈 20～25 중량%, 구리 75～80 중량%로 하여 만든 니켈과 구리 합금과,
    철 65~75 중량%, 크롬 18~22 중량%, 알루미나 5～6%, 몰리브덴 3~4 중량%로 하여 만든 함금금속 중,
    어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 합금금속에 실리콘, 망간, 카본을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
15. 제4항에 있어서,
    상기 극세선의 재질은 열을 가하면 원적외선을 발생하는 재질인 것을 특징으로 하는 발열체 제조방법.
16. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 다수 가닥의 극세선은 서로 다른 재질의 1그룹과 2그룹으로 나누어 이루어지거나, 서로 다른 발열 기능을 갖는 1그룹과 2그룹으로 나누어 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열체.
17. 제16항에 있어서,
    상기 극세선의 재질은 단일금속, 합금금속 또는 강섬유인 것을 특징으로 하는 발열체.
18. 삭제
19. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    상기 재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛로 하고 가닥수는 550가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20~25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛(1가닥 저항값 36Ω)으로 하고 가닥수는 24가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 1Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
20. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로,
    상기 재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하고 가닥수는 1,000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 24가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 1Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
21. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    상기 재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하고 가닥수는 2,000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 24가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 1Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
22. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    상기 재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하고 가닥수는 40가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 24가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 1Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
23. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하고 가닥수는 550가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 14가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 2Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
24. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하고 가닥수는 1000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 14가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 2Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
25. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 6.5㎛으로 하고 가닥수는 2000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 14가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 2Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
26. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하고 가닥수는 40가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 14가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 2Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1m 길이당 저항값이 2Ω인 열선을 31m씩 잘라 220V 3.1A의 전류를 인가하는 경우, 지속적으로 150℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 발열체.
28. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1m 길이당 저항값이 2Ω인 열선을 23m씩 잘라 220V 4.2A의 전류를 인가하는 경우, 지속적으로 230℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 발열체.
29. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1m 길이당 저항값이 2Ω인 열선을 55m씩 잘라 380V 3.1A의 전류를 인가하는 경우, 지속적으로 150℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 발열체.
30. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1m 길이당 저항값이 2Ω인 열선을 40m씩 잘라 380V 4.2A의 전류를 인가하는 경우, 지속적으로 230℃(축열 상태에서 측정값)의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 발열체.
31. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 12㎛으로 하고 가닥수는 550가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 9가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 3Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
32. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 8㎛으로 하고 가닥수는 1,000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 9가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 3Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
33. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 6,5㎛으로 하고 가닥수는 2,000가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 9가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 3Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
34. 고 저항값을 가지는 다수 가닥의 극세선이 서로 접촉되게 합쳐지는 병렬 합성 구조로서 하나로 번들화된 열선으로 이루어지고,
    상기 극세선 재질을 2종으로 하고 각 재질의 극세선 굵기는 동일하게 하되, 각 재질별 극세선의 굵기와 가닥수를 다르게 하여 제조한 것으로써,
    재질 1종은 SUS 316이나 강섬유인 NASLON으로 극세선 1가닥의 굵기는 100㎛으로 하고 가닥수는 40가닥으로 하며,
    또 다른 재질 1종은 니켈과 구리의 단일금속으로 하되 배합 비율 니켈 20～25 중량%에 구리 75~80 중량%로 하여 만든 것으로, 이 합금의 극세선 1가닥 굵기는 100㎛으로 하고(1가닥 저항값은 36Ω) 가닥수는 9가닥으로 하여,
    이들 재질 2종을 하나로 번들화 시켜,
    열선 1m 길이당 저항값이 3Ω인 것을 특징으로 하는 발열체.
35. 삭제
36. 제16항에 있어서,
    상기 발열체의 극세선을, 열을 가하면 원적외선이 발행되는 재질로 만들어 100℃ ~ 1000℃의 발열온도를 지속 유지하는 것을 특징으로 하는 발열체.
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39. 제16항에 있어서,
    상기 발열체에 3A 이상의 전류값이 흘러 100℃ 이상의 온도로 발열하는 것을 특징으로 하는 발열체.
40. 삭제
41. 제16항에 있어서,
    상기 발열체의 단위 길이당 저항값을 낮추어 50V 이하의 저전압대에서 동작하는 것을 특징으로 하는 발열체.
42. 제41항에 있어서,
    상기 발열체는 길이 1m당 10Ω 이하의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 발열체.
43. 삭제
44. 제16항에 있어서,
    상기 발열체는 AC 24V 이하나, DC 24V 이하의 저전압대에서 동작하는 것을 특징으로 하는 발열체.
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