KR101710831B1 - 열선히터 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 일정길이로 연장된 관형상으로 형성되어 일측 또는 양측이 개구되며 내부 중앙에는 길이방향으로 연장된 보빈(111)이 마련된 석영관(110); 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 체결되어 내부를 밀폐 및 절연하며 일측에는 외부로부터 인가되는 구동전원을 공급하는 리드선(121)이 장착된 밀폐부(120); 및 상기 보빈(111) 둘레에 각 코일(130a) 간격이 밀착된 형태로 권선되고 일측이 상기 리드선(121)과 전기적으로 연결되어 공급되는 구동전원에 따라 열을 발산하며, 표면에는 절연 재질의 코팅층(131)이 형성되어 각 코일(130a) 사이가 전기적으로 이격되는 열선부(130);를 포함하는 열선히터를 개시한다.

Description

열선히터 및 이의 제조방법{HEATING WIRE HEATER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 열선히터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인가되는 구동전원에 의해 전기저항 방식으로 발열하며 외부로 열을 발산하는 열선히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도 1에는 종래의 열선히터에 대한 구조가 개시되어 있다. 도 1을 참고하면 종래의 열선히터(10)는, 석영관(11)의 내부에 보빈(12)이 길게 연장배치되고 상기 보빈(12)의 둘레에는 전기저항체 재질로 이루어진 열선(13)이 권선되어 배치된다.
또한, 상기 석영관(11)의 개구된 측단에 체결된 밀폐부(14)와 리드선(15)을 통해 열선(13)의 일측에 구동전원이 공급되어 발열구동하게 된다.
그러나, 열선히터(10)에 장착되는 열선(13)의 경우 발열구동되면서 고열로 가열되어 자중에 의해 쳐지는 현상이 발생하며 이에 따라 열선(13)의 코일(13a)이 인접된 코일(13a)과 접촉되면서 쇼트가 발생하는 문제점이 있었으며, 도면에서와 같이 열선히터(10)가 상하로 연장배치되어 코일(13a)의 권선된 방향과 자중방향이 직교되는 경우 하부 쳐짐현상이 더욱 심화되는 문제점이 있었다.
이에 종래에는 도면에서와 같이 각 코일(13a)의 접촉에 따른 쇼트현상을 방지하기 위해 열선(13) 두께의 3배 내지 5배 이상의 길이로 이격된 코일 간격으로 열선(13)을 보빈(12)에 권선하였는데, 이에 따라 열선히터(10)의 전체 길이 대비 발열되는 열선(13)의 배치되는 길이가 제한되어 발열성이 저하될 뿐만 아니라 열선(13)이 배치된 위치와 각 코일(13a) 간격 간에 온도차가 발생하여 표면 온도분포가 일정치 못하는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2006-0053452호(2006.05.22), 온수가열용 히터 및 이를 이용한 온수 공급 장치.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 인가되는 구동전원에 의해 발열되는 열선의 표면에 절연재질의 코팅층을 형성하여 열선의 각 코일간격을 보다 밀착되게 배열할 수 있는 여건을 제공함으로써 발열성과 전기적 안전성을 대폭 증대시킨 열선히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열선히터는, 일정길이로 연장된 관형상으로 형성되어 일측 또는 양측이 개구되며 내부 중앙에는 길이방향으로 연장된 보빈(111)이 마련된 석영관(110); 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 체결되어 내부를 밀폐 및 절연하며 일측에는 외부로부터 인가되는 구동전원을 공급하는 리드선(121)이 장착된 밀폐부(120); 및 상기 보빈(111) 둘레에 각 코일(130a) 간격이 밀착된 형태로 권선되고 일측이 상기 리드선(121)과 전기적으로 연결되어 공급되는 구동전원에 따라 열을 발산하며, 표면에는 절연 재질의 코팅층(131)이 형성되어 각 코일(130a) 사이가 전기적으로 이격되는 열선부(130);를 포함한다.
여기서, 상기 코팅층(131)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열선부(130)의 코일(130a) 간격은 20㎛ 내지 250㎛ 일 수 있다.
또한, 세라믹 재질로 이루어져 상기 보빈(111)의 둘레에 배치되되, 상기 열선부(130)의 각 코일(130a)에 의해 압착된 형태로 경화되어 상기 열선부(130)의 각 코일(130a) 위치를 고정시키는 고정부(140);를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅층(131)은, 마이크로캡슐(150)이 혼합된 세라믹 재질로 성형되되, 상기 마이크로캡슐(150)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(151) 및, 상기 코어(151)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 외벽(152)을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열선부(130)는, 자성체 재질로 이루어지며, 상기 보빈(111)의 내부에 열선부(130)와 대향하도록 길이방향으로 연장되고 자기장을 형성하여 상기 열선부(130)를 보빈(111)측으로 가압하는 마그네트부(160);를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열선히터 제조방법은, 5중량% 내지 15중량%의 SiO2, 60중량% 내지 75중량%의 Al2O3, 5중량% 내지 18중량%의 CaO 및 0.2중량% 내지 1.2중량%의 Cr2O3를 함유하는 세라믹 파우더를 배합하는 파우더 배합 단계(S210); 배합된 세라믹 파우더에 이소프로필알콜(Iso Propyl Alcohol)과 물을 혼합하고 이를 교반하여 액체 또는 겔 상태의 세라믹 코팅재를 형성하는 교반 단계(S220); 각 코일(130a) 간격이 밀착된 형태로 권선하여 열선부(130)를 형성하는 코일링 단계(S230); 권선된 열선부(130)의 표면에 교반된 세라믹 코팅재를 코팅하는 코팅 단계(S240); 코팅된 열선부(130)의 코일 내부에 보빈(111)을 삽입한 상태로 가열하여 유기바인더를 제거하고 안정화시키는 열처리 단계(S250); 및 열처리된 열선부(130)를 석영관(110)의 내부에 삽입하고 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 밀폐부(120)를 체결하는 조립 단계(S260);를 포함한다.
본 발명에 따른 열선히터 및 이의 제조방법에 의하면,
첫째, 발열구동하는 열선부(130)의 표면에 세라믹 재질과 같은 절연재질의 코팅층(131)을 형성하여 열선부(130)의 각 코일(130a) 간격을 보다 밀착되게 배열할 수 있는 여건을 제공함으로써, 전기적 안정성을 확보한 상태에서 배치되는 열선부(130)의 길이를 더욱 길게 하여 발열성을 대폭 증대시킬 수 있으며 열선부(130)의 전체적인 온도분포를 균일하게 하는 효과를 제공할 수 있다.
둘째, 상기 열선부(130)가 권선되는 보빈(111)의 둘레에는 세라믹 재질로 이루어지져 열선부(130)의 각 코일(130a)에 의해 압축된 형태로 경화된 고정부(140)가 배치됨으로써, 열선부(130)의 각 코일(130a) 위치를 고정시킬 수 있어 열선부(130)가 유동되지 않도록 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
셋째, 상기 코팅층(131)은 마이크로캡슐(150)이 혼합된 세라믹 재질로 성형되되, 상기 마이크로캡슐(150)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(151) 및, 상기 코어(151)를 감싸며 세라믹 등의 절연재질을 갖는 외벽(152)으로 이루어짐으로써, 발열구동을 위한 열전도성과 전기절연을 위한 절연성을 더욱 증대시킬 수 있다.
넷째, 상기 열선부(130)가 자성체 재질로 이루어진 경우, 상기 보빈(111)의 내부에 열선부(130)와 대향하도록 길이방향으로 연장되어 자기장을 형성하는 마그네트부(160)가 배치되어, 상기 열선부(130)의 각 코일(130a)을 보빈(111) 측으로 가압할 수 있으므로 상기 고정부(140)를 대신하여 열선부(130)가 유동되지 않도록 지지하기 위한 고정력을 제공할 수도 있다.
도 1은 종래의 열선히터에 대한 구성을 나타낸 측단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터의 구성을 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트부와 고정부의 구성을 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로캡슐의 구성을 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터 제조방법의 제조단계를 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터(100)의 구성 및 기능을 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터(100)는, 인가되는 구동전원에 의해 발열되는 열선부(130)의 표면에 절연재질의 코팅층(131)을 형성하여 열선부(130)의 각 코일(130a) 간격을 보다 밀착되게 배열할 수 있는 여건을 제공함으로써 발열성과 전기적 안전성을 대폭 증대시킨 히터로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 석영관(110), 밀폐부(120) 및 열선부(130)를 포함하여 구비된다.
상기 석영관(110)은 발열을 위한 열선부(130)를 수용하며 발광된 열을 외부로 투과시켜 발열면적을 제공하는 부재로서, 일정길이로 연장된 관형상으로 형성되어 일측이 개구되며 내부 중앙에는 길이방향으로 연장된 보빈(111)이 마련된다.
여기서, 도면에는 상기 석영관(110)이 일자로 연장된 선형 형상인 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 U자 형상이나 지그재그 형상 등과 같이 사용목적에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 석영관(110)은 도 2에서와 같이 일측이 개구되고 개구된 측단이 밀폐부(120)에 의해 밀폐되는 구조로 구비될 수 있고, 도 1에서와 같이 양측이 개구되고 애국된 양측에 밀폐부(120)가 각각 체결되는 구조로 구비될 수도 있다.
상기 밀폐부(120)는 석영관(110)의 개구된 측단을 마감하는 체결부재로서, 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 끼움결합되어 내부를 단열하면서 전기적으로 이격시키며 일측에는 외부로부터 인가되는 구동전원을 공급하기 위한 리드선(121)이 장착된다.
여기서, 도면에서와 같이 상기 밀폐부(120)는 단열재질로 이루어져 내부에서 발열된 열이 외부로 방출되지 않도록 차단하고 동시에 내부를 밀봉시키는 단열재(122) 및, 상기 단열재(122)의 외측방에 체결되며 절연재질로 이루어져 내부에 배치된 열선부(130)과 외부환경을 전기적으로 이격시키는 애자(123)을 포함하여 구비된다.
상기 열선부(130)는 Ni-Cr 또는 Fe-Cr 등과 같은 전기저항체 재질로 이루어져 구동전원에 따라 열을 발산하는 발열부재로서, 상기 보빈(111) 둘레에 각 코일(130a) 간격이 밀착된 형태로 권선되고 일측이 상기 리드선(121)과 전기적으로 연결되어 공급되는 구동전원에 따라 열을 발산하며, 표면에는 절연 재질의 코팅층(131)이 형성되어 각 코일(130a) 사이가 전기적으로 이격된다.
여기서, 상기 코팅층(131)은 세라믹 재질로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 세라믹 재질을 이용하는 경우 초고온 가열시 열에 대한 변형이 없고 절연 및 산화방지가 가능하다.
또한, 상기 열선부(130)의 코일 간격은 20㎛ 내지 250㎛ 인 것이 바람직한데, 이는 20㎛ 미만인 경우 코팅층(131)을 형성하기가 제한될 뿐만 아니라 초고온 효과를 달성하기가 어려우며 코팅층(131)이 형성되더라도 절연효과가 미미할 수 있다. 그리고, 250㎛ 초과인 경우 보빈(111)에 권선되는 횟수가 현격하게 감소되어 코일 간격이 벌어지면서 표면 온도가 불균해지며 초고온 효과를 달성하기가 제한되는 문제점이 발생할 수 있다.
이와 같은, 석영관(110), 밀폐부(120) 및 열선부(130)의 조합된 구성에 의해 발열구동하는 열선부(130)의 표면에 세라믹 재질과 같은 절연재질의 코팅층(131)을 형성하여 열선부(130)의 각 코일(130a) 간격을 보다 밀착되게 배열할 수 있는 여건을 제공함으로써 전기적 안정성을 확보한 상태에서 배치되는 열선부(130)의 길이를 더욱 길게 하여 발열성을 대폭 증대시킬 수 있으며, 열선부(130)의 전체적인 온도분포를 균일하게 하는 효과를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터(100)는 보빈(111)에 권선된 열선부(130)가 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 고정부(140)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
도 3의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 고정부(140)는 세라믹 재질로 이루어져 상기 보빈(111)의 둘레에 배치되되, 상기 열선부(130)의 각 코일에 의해 압착된 형태로 경화되어 열선부(130)의 각 코일(13a) 위치를 고정시키는 기능을 제공한다.
여기서, 상기 고정부(140)를 보빈(111)과 열선부(130) 사이에 배치시킴에 있어서, 세라믹 파우더와 이소프로필알콜(Iso Propyl Alcohol) 및 물이 혼합된 세라믹 페이스트 형태의 고정부(140)를 보빈(111)의 둘레에 충분한 두께로 고르게 펴바른 후, 그 상부에 열선부(130)을 코일링하게 되면 각 코일에 의해 눌려 코일(130a)의 형상대로 가압되고 이 상태에서 열처리하여 고정부(140)가 경화하게 되면 각 코일에 의해 압착된 형태를 갖게 된다. 즉, 고정부(140)에 의해 보빈(111)에 권선된 열선부(130)의 측부가 견고하게 고정될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 고정부(140)는 후술되는 코팅층(131)을 형성하는 재료와 동일 또는 유사한 재료를 이용할 수 있고 동일 유사한 방식으로 견고하게 경화시킬 수 있는데, 이에 따라 상기 코팅층(131)을 열선부(130)의 표면에 형성하고 이를 열처리하는 공정에서 함께 가열함으로써 유기바인더가 제거되며 안정화된 상태로 열처리할 수 있다. 또한, 고정부(140)를 열처리하기 위한 별도의 공정없이 코팅층(131)과 동시에 열처리함으로써 제조공정을 단축하는 효과를 구현할 수 있다.
또한, 가열에 따른 열선부(130)의 수축과 팽창 작용으로, 고정부(140)와 열선부(130)의 각 코일(130a) 사이에 틈이 발생하더라도 압착된 형태에 의해 코일(130a)의 외형대로 경화된 고정틀에 의해 유동됨이 없이 안정적으로 지지받을 수 있다.
한편, 상기의 고정부(140)의 구성없이 마그네트부(160)의 자기장을 이용하여 보빈(111)에 권선된 열선부(130)의 각 코일을 안정적으로 지지할 수도 있다.
이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열선부(130)는 니켈이나 철 등의 자성체 재질로 이루어진 경우, 상기 마그네트부(160)는 보빈(111)의 내부에 열선부(130)와 대향하도록 길이방향으로 연장되고 자기장을 형성하여 상기 열선부(130)를 보빈(111)측으로 가압하여 보빈(111)의 둘레에 권선된 코일(130a)이 자중에 의해 쳐지는 현상없이 현위치에 고정될 수 있다.
여기서, 상기 열선부(130)가 발열구동함에 따라 보빈(111) 내부로 열이 전달되어 상기 마그네트부(160)가 고온으로 가열되면서 자성이 약해질 수 있다. 이에 상기 마그네트부(160)는 열선부(130)에 의해 가열되는 온도보다 높은 큐리온도(Curie Temperature)를 갖는 재질의 영구자석을 이용하거나 전자석을 이용하는 것이 바람직하다. 전자석을 이용하는 경우 열선부(130)와 마찬가지로 상기 밀폐부(140)를 통해 외부로부터 구동전원을 공급받아 구동될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 코팅층(131)은 마이크로캡슐(150)이 혼합된 세라믹 재질로 성형되되, 상기 마이크로캡슐(150)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(151) 및, 세라믹 등의 전기절연 재질로 이루어져 상기 코어(151)를 감싸는 외벽(152)을 포함하여 형성됨으로써 발열구동을 위한 열전도성과 전기절연을 위한 절연성을 더욱 증대시킬 수 있다.
여기서, 일반적으로 효과적인 캡슐레이션(Capsulation)을 위해서는 코어가 분산액 내에서 균일하게 분산되어야 하나, 상기 그라파이트는 미립자 상태로 분산성이 낮기 때문에 그라파이트의 분산성을 향상시킬 필요가 있다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 마이크로캡슐(150)은 코어(151)의 외부에 내벽(153)이 감싸고 이 내벽(153)의 외부를 외벽(152)이 감싸는 구조를 가질 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 그라파이트를 음이온형 수지로 1차 캡슐화하여 그라파이트 표면에 내벽(153)을 형성한다. 상기 음이온형 수지는 산기 또는 그 염을 갖는 수지로서 대표적인 산기에는 카르복실기, 산 무술물기, 인산기, 술폰산기 등이 포함된다. 이와 같이 그라파이트가 음이온형 수지로 1차 캡슐화되면 음이온형 수지의 이온반발성으로 인해 그라파이트의 분산성이 향상되어 1차 캡슐이 세라믹 수지에 의해 균일하게 캡슐화된다.
음이온형 수지가 경화된 1차 캡슐의 분산액에 수용성 세라믹 고형분을 첨가하고 이를 교반함으로써 1차 캡슐의 표면에 세라믹에 의한 외벽(152)이 형성된다.
여기서, 상기 세라믹 외벽(152)이 완성된 캡슐 고형분의 15 내지 20부피%이하를 차지하도록 코팅되는 경우 그라파이트 입자의 절연처리가 제대로 되지 않아 통전의 우려가 있으며, 세라믹 수지가 20부피%를 초과하도록 코팅되면 그라파이트 입자의 열전도율이 저하될 수 있다.
이와 같이, 세라믹 재질의 코팅층(131)에 마이크로캡슐(150)이 혼합되어 성형됨으로써, 상기 그라파이트 코어(151)가 갖는 열전도 특성을 이용할 수 있으면서도 세라믹 재질의 외벽(152)에 의해 그라파이트가 갖는 열전도성이 절연되므로 열전도성과 절연성을 동시에 구현할 수 있다.
다음으로는 도 5를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터 제조방법을 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선히터 제조방법은, 파우더 배합 단계(S210), 교반 단계(S220), 코일링 단계(S230), 코팅 단계(S240), 열처리 단계(S250) 및 조립 단계(S260)를 거쳐 이루어진다.
먼저, 파우더 배합 단계(S210)는 코팅층(131)을 형성하기 위한 재료들을 배합하는 단계로서, 5중량% 내지 15중량%의 SiO2, 60중량% 내지 75중량%의 Al2O3, 5중량% 내지 18중량%의 CaO 및 0.2중량% 내지 1.2중량%의 Cr2O3를 함유하는 세라믹 파우더를 배합한다.
여기서, 상기 배합비율을 벗어나면 코일(130a)로부터 박리현상이 발생되고 열선접촉성 및 절연효과가 저하되는 현상이 발생할 수 있다.
상기 교반 단계(S220)는 파우더 배합 단계(S210)를 통해 배합된 재료에 유기바인더를 형성하는 재료를 혼합하고 교반하는 단계로서, 배합된 세라믹 파우더에 이소프로필알콜과 물을 혼합하고 이를 30분 이상 교반하여 액체 또는 겔 상태의 세라믹 코팅재를 형성한다.
여기서, 상기 이소프로필알콜은 유기바인더 역할을 하며 물은 후술되는 코팅 단계(S240)에서 수행되는 코팅방식에 따라 분사, 침지 및 도포될 수 있는 정도로 액체화하는 작용을 한다.
상기 코일링 단계(S230)에서는 각 코일 간격이 밀착된 형태로 권선하여 열선부(130)를 형성하며, 상기 코팅 단계(S240)에서는 권선된 열선부(130)의 표면에 교반된 세라믹 코팅재를 코팅하여 코팅층(131)을 형성한다.
여기서, 상기 세라믹 코팅재를 열선부(130)의 표면에 코팅하는 방식으로는 Air Spray, Deeping 및 Brusing 등의 코팅 방식을 이용할 수 있으며, 상기 코팅층(131)은 20㎛ 내지 250㎛의 두께로 코팅한다.
상기 열처리 단계(S250)는 열선부(130)에 코팅된 세라믹 코팅재를 열처리하는 단계로서, 코팅된 열선부(130)의 코일 내부에 보빈(111)을 삽입한 상태로 약 1,000도씨에서 60분간 가열하여 유기바인더를 제거하고 안정화되도록 열처리한다.
상기 조립 단계(S260)는 열처리가 완료된 열선부(130)를 이용하여 열선히터(100)를 조립하는 단계로서, 열처리된 열선부(130)를 석영관(110)의 내부에 삽입하고 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 단열재(122)와 애자(123)를 순서대로 장착하며, 리드선(121)을 내부의 열선부(130) 일측과 전기적으로 연결되도록 장착한다.
이러한 각 단계를 통해 열선부(130)의 표면에 세라믹 재질의 코팅층(131)을 형성함으로써 1,500도씨의 초고온에서도 전기 절연을 유지할 수 있음은 물론 보빈(111)에 코일링될 수 있는 코일(130a)의 전체길이를 대폭 증대시킴으로써 발열성을 극대화할 수 있으며 열선부(130)의 전체적인 온도분포를 균일하게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100...열선히터 110...석영관
111...보빈 120...밀폐부
121...리드선 130...열선부
140...고정부 150...마이크로캡슐
160...마그네트부
S210...파우더 배합 단계 S220...교반 단계
S230...코일링 단계 S240...코팅 단계
S250...열처리 단계 S260...조립 단계

Claims (5)

  1. 일정길이로 연장된 관형상으로 형성되어 일측 또는 양측이 개구되며 내부 중앙에는 길이방향으로 연장된 보빈(111)이 마련된 석영관(110); 상기 석영관(110)의 개구된 측단에 체결되어 내부를 밀폐 및 절연하며 일측에는 외부로부터 인가되는 구동전원을 공급하는 리드선(121)이 장착된 밀폐부(120); 상기 보빈(111) 둘레에 각 코일(130a) 간격이 밀착된 형태로 권선되고 일측이 상기 리드선(121)과 전기적으로 연결되어 공급되는 구동전원에 따라 열을 발산하며, 표면에는 절연 재질의 코팅층(131)이 형성되어 각 코일(130a) 사이가 전기적으로 이격되고 자성체 재질로 이루어진 열선부(130); 세라믹 재질로 이루어져 상기 보빈(111)의 둘레에 배치되되, 상기 열선부(130)의 각 코일(130a)에 의해 압착된 형태로 경화되어 상기 열선부(130)의 각 코일(130a) 위치를 고정시키는 고정부(140); 및 상기 보빈(111)의 내부에 열선부(130)와 대향하도록 길이방향으로 연장되고 자기장을 형성하여 상기 열선부(130)를 보빈(111)측으로 가압하는 마그네트부(160);를 포함하되,
    상기 코팅층(131)은, 마이크로캡슐(150)이 혼합된 세라믹 재질로 성형되되, 상기 마이크로캡슐(150)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(151) 및, 상기 코어(151)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 외벽(152)을 포함하여 이루어지고,
    상기 열선부(130)의 코일(130a) 간격은 20㎛ 내지 250㎛ 인 것을 특징으로 하는 열선히터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밀폐부(120)는, 단열재질로 이루어져 내부에서 발열된 열이 외부로 방출되지 않도록 차단하고 내부를 밀봉시키는 단열재(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열선히터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 밀폐부(120)는, 상기 단열재(122)의 외측방에 체결되며 절연재질로 이루어져 내부에 배치된 열선부(130)와 외부환경을 전기적으로 이격시키는 애자(123)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열선히터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 석영관(110)은, 일자로 연장된 선형 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 열선히터.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 석영관(110)은, U자 형상 또는 지그재그 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 열선히터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835486A (ko) * 1971-09-11 1973-05-24
JPS4871188A (ko) * 1971-12-24 1973-09-26
JPH11273845A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Micron Denki Kk パイプヒータ
JPH11329685A (ja) * 1998-05-08 1999-11-30 Wen Chin Lee 遠赤外線加熱器の改良構造
KR20060053452A (ko) 2004-11-16 2006-05-22 김태균 온수가열용 히터 및 이를 이용한 온수 공급 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835486A (ko) * 1971-09-11 1973-05-24
JPS4871188A (ko) * 1971-12-24 1973-09-26
JPH11273845A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Micron Denki Kk パイプヒータ
JPH11329685A (ja) * 1998-05-08 1999-11-30 Wen Chin Lee 遠赤外線加熱器の改良構造
KR20060053452A (ko) 2004-11-16 2006-05-22 김태균 온수가열용 히터 및 이를 이용한 온수 공급 장치

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