KR101746775B1 - 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관 - Google Patents

전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관 Download PDF

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Abstract

전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관이 개시된다. 본 발명에서 소정의 길이를 가지고 내부에는 열매체가 충진된 온수관과 이 온수관 내부에 설치되어 열매체를 가열시키는 한 쌍의 가열수단으로 이루어지는 전열온수관은 상기 가열수단은 +선과 -선을 한쌍으로 구성하고 상기 +선과 -선은 서로 근접하게 한 쌍으로 나란하게 설치하되, 상기 한 쌍의 가열수단은 서로 꼬아지도록 구성함으로써 역전류패터닝에 의하여 1차로 전자기파를 상쇄하고, 가열수단을 꼬이게 함으로써 2차로 전자기파를 상쇄할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관{SEALED TYPE ELECTRIC HOT WATER PIPE FOR OFFSETTING AND SHIELDING ELECTRON WAVE}
본 발명은 전열온수관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열온수관의 전열선에서 발생되는 전자기파를 완벽하게 상쇄 및 차폐시킬 수 있게 구성된 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관에 관한 것이다.
일반적으로 전열온수관은, 도 1에 도시된 바와 같이 바닥에 배설되는 온수관(10)에 열매체(11)를 충진함과 동시에 전열선(12)을 온수관(10)내에 설치하고, 전열선(12)을 전원선(15)에 전기적으로 연결하여 전원에 의한 전열선(12)의 발열로서 온수관(10) 내의 물을 가열함에 따라 난방이 이루어지도록 한 구조를 갖는다.
그리고 온수관(10)의 양 단부는 밀폐부재(13A)(13B)에 의하여 폐색되고, 전열선(12)은 콘트롤 패널(14)과 전기적으로 연결된다.
하지만, 종래의 전열온수관은 전열선(12)에서 흐르는 전류에 의해서 전자파가 발생된다.
즉, 상기 전자파는 전기의 사용으로 발생하는 에너지의 형태로써 전계(電界[0004] )와 자계(磁界)의 합성파이다. 전자파는 우리 주변에 사용중인 전기기계, 기구로부터 방출되는데 전기장파는 전기의 힘이 수직으로 미치는 공간을 말하며 미터당 볼트(V/m)로 표시하고, 자기장파는 자기의 힘이 수평으로 미치는 공간을 말하며 단위는 보통 밀리가우스(mG)로 표시한다.
전자파는 주파수(1초에 진동하는 횟수)에 따라 가정용 전원주파수 60Hz, 극저주파(0-1000Hz), 저주파 (1-500kHz), 통신주파(500kHz-300kHz), 마이크로웨이브(300MHz-300GHz : G-10억)로 분류되고 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 순으로 주파수가 높아지고 이중 극저주파와 저주파는 전계와 자계가 발생되어 인체가 장시간 노출되면 체온변화와 생체리듬이 깨져 질병으로 발전될 가능성이 큰 것으로 나타났으며, 남성들은 정자수가 줄어들고 여성들은 생리불순의 원인이 될 수 있다. 또한, 전자파에 인체가 장시간 노출될 경우 암, 당뇨병 이외에 백혈병, 뇌일혈, 골다공증, 전신 분열증, 불임과 유산, 기형아 출산, 아동의 성장 부진을 초래할 수 있는 치명적인 피해를 주는 문제점이 있었다.
KR 공개특허공보 제10-2012-0112963호(2012.10.12)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전열온수관의 전열선에서 발생되는 전자파를 완벽하게 상쇄 및 차폐할 수 있는 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 온수관의 압력을 조절할 수 있는 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 온수관 내에서 발생한 전자기파를 단계적으로 4차에 걸쳐 상쇄시킬 수 있는 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 소정의 길이를 가지고 내부에는 열매체가 충진된 온수관과 이 온수관 내부에 설치되어 열매체를 가열시키는 한 쌍의 가열수단으로 이루어지는 전열온수관은 상기 가열수단은 +선과 -선을 한쌍으로 구성하고 상기 +선과 -선은 서로 근접하게 한 쌍으로 나란하게 설치하되, 상기 한 쌍의 가열수단은 서로 꼬아지도록 구성함으로써 달성될 수 있다.
또한, 상기 온수관에는 상기 전열선의 길이 방향으로 상기 온수관의 길이만큼 접지라인이 구성되게 하고, 그 내부에 압력에 따라 수축 팽창하면서 온수관 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 다수의 압력조절볼이 삽입된 압력조절부가 구비되게 하여 압력을 조절할 수 있도록 한다.
또한, 온수관은 일단부가 밀폐부재에 의하여 밀폐되고 타단부는 중공의 커플링에 의하여 결합되어 한쌍의 가열수단과 접지라인이 상기 커플링의 외부로 노출되게 하고 상기 열매체의 외부 누출을 방지하도록 결합되며, 상기 가열수단은 상기 커플링의 일측으로 투입된 후, 온수관의 타측 단부에서 절곡된 다음, 상기 온수관 내부를 경유하여 상기 커플링을 통해 배출되어 온수관 내부에서 U자형이며 서로 꼬이게 배선되게 한다.
그리고 커플링은 중공이며, 일단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제1 및 제2체결부와 타단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제3 및 제4체결부를 구성한 다음, 제1체결부(151)는 삼각패킹의 외주연 내부에 형성된 제1나사부와 결합되고, 제2체결부는 제1결합부재의 나사부와 나사 결합되어 인슈트와 결합된 상기 삼각패킹을 고정되게 결합하고, 제3체결부에 온수관을 억지 끼움하거나 또는 나사결합하고 상기 온수관의 두께 만큼 단차진 제4체결부에 제2결합부재로 결합되게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관에 의하면, 역전류패터닝에 의하여 1차로 전자기파를 상쇄하고, 가열수단을 꼬이게 함으로써 2차로 전자기파를 상쇄하며 온수관에 포함된 접지라인을 통하여 잔여 전자기파를 외부로 유출하여 접지시키고 몰딩부재에 의하여 잔여 전자기파를 외부로 유출하여 소멸시킬수 있도록 구성하였기 때문에 온수관에서 발생한 전자기파를 온전하게 소멸시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관에 의하면, 온수관이 가열 또는 냉각에 의하여 압력 변화가 생기더라도 압력흡수가 구성되어 있어 온수관 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 온수관을 일례로 예시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관의 구성도,
도 3은 제1 커플링과 결합되는 결합부재의 분해도,
도 4는 제1 커플링의 결합단면도,
도 5는 도 3의 삼각패킹을 좌측에서 바라본 좌측면도,
그리고
도 6은 온수관의 일단부의 결합도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.
명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관의 주요 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관은 소정의 길이를 가지고 내부에는 열매체(171)가 충진된 온수관(170)과, 이 온수관(170) 내부에 설치되어 열매체(171)를 가열하는 가열수단(111b,112b)을 포함하여 구성되고, 가열수단(111b,112b)은 +-전극선(111,112)을 통해 전기가 공급되면 전열선의 발열로서 온수관(170) 내의 열매체(171)를 가열하여 난방이 이루어지도록 구성된다.
가열수단(111b,112b)은 온수관(170) 내부에 설치되어 열매체(171)를 가열하는 기능을 수행한다. 여기서, 가열수단은 전기를 공급받아 온수관(170) 내의 열매체(171)를 가열하여 발열시킬 수 있는 수단이면 다양한 구성을 적용시킬 수 있지만, 온수관(170) 내부에 전체적으로 삽입 설치되어 온수관(170)에 충진된 열매체(171)를 효율적으로 발열시킬 수 있도록 전열선(W)으로 마련되는 것이 바람직하다.
그리고 온수관(170)의 일단부는 제1커플링(150)에 의해 밀폐되고, 타단부는 밀폐부재(181)에 의하여 밀폐되어 온수관(170) 내부에 충진된 열매체(171)가 새지 않게 온수관(170)의 단부를 밀폐시키도록 구성된다.
여기서 밀폐부재(181)와 온수관(170)을 제3결합부재(180)로 결합하여 밀폐하는 것은 종래의 온수관에도 사용되는 부재이기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관은 가열수단(111b,112b)이 서로 근접하게 한 쌍으로 나란하게 설치되되, 한쌍의 가열수단(111b,112b)은 전열선에서 발생되는 자기장을 상쇄할 수 있도록 서로 꼬아서 180˚다른 방향으로 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 종래와 같이 전열선에 흐르는 전류에 의해 발생되는 전자기장(전자파)의 발생을 방지하여 인체에 해가 없는 전열온수관을 제공할 수 있다.
이를 위하여 온수관(170)은 일단부는 밀폐부재(181)에 의하여 밀폐되고 타단부는 중공의 커플링(150)에 의하여 결합되어 한쌍의 가열수단(111b,112b)과 접지라인(113b)이 커플링의 외부로 노출되게 하고 열매체(171)의 외부 누출을 방지하도록 결합되며, 제1가열수단(111b)은 커플링(150)의 일측으로 투입된 후, 온수관의 타측 단부에서 절곡된 다음, 온수관 내부를 경유하여 커플링(150)을 통해 배출되어 온수관 내부에서 U자형이며 서로 꼬이게 배선된다.
즉, 가열수단(111b,112b)은 온수관(170)의 일측에 설치된 커플링(150)을 관통하여 온수관 내부로 투입된 후, 온수관(170)의 타측 단부까지 서로 꼬아서 2열로 설치한다.
바람직하게는 "+"전극과 연결된 제1가열수단(111b)은 온수관 일측의 커플링(150)를 통해 투입한 후 온수관(170)의 타측 단부에서 절곡된 다음 온수관 내부를 다시 경유하여 "-"전극과 연결되는 제2가열수단(111b)으로 구성하고 커플링(150)을 통해 배출되게 배치되어, 온수관(170) 내부에서 대략 U자형으로 배선되는 것이 바람직하다.
즉, 가열수단(111b,112b)이 온수관(170) 내부에서 U자형으로 배선되어 커플링(150)의 일측으로만 배출되게 구성됨으로써 외부의 전원과 가열수단(111b,112b)을 연결하는 작업을 효율적으로 할 수 있으며, 또한 한쌍의 가열수단(111b,112b)이 온수관(170) 내부에 2열로 꼬이게 배치되어 서로 180˚다른 방향으로 전류가 흐르도록 구성되는 것이다.
즉, 본 발명은 전선이 역전류 패터닝이 되게끔 구성하여 보다 효과적으로 전자기파를 차단하도록 하는 것이다.
역전류패터닝이란 역전류가 흐르는 엇갈리는 패턴으로 전선을 구성하여 자기파가 상쇄되어 결국 자기파를 차폐하는 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것으로 본 발명에서는 기본적으로 "+"전선과 "-"전선을 흐르는 전류가 방향이 반대로 되어 자기파기 상쇄될 뿐만 아니라, 서로 꼬이게 만듦으로써, 보다 효과적으로 전자기파를 차폐할 수 있는 것이다.
즉, 선에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장은 전류가 변하는 것을 방해하여 고주파 특성이 나쁘게 한다.
이때 선을 꼬으면 자기장이 상쇄되게 만들어 결과적으로 자기장이 덜 생기게 되므로 특성이 좋아지고 외부에서 발생한 자기장이 선에 기전력을 일으키는 데 선을 꼬아 놓으면 그 기전력이 상쇄되는 것이다.
또한, 본 발명은 발생한 전자기장을 흡수할 수 있는 접지라인(113b)을 열매체(171)가 충진된 온수관(170) 내부에 가열수단(111b,112b)의 길이방향으로 근접하게 배치하고, 일단에 흡수한 전자기파를 외부로 방출하도록 접지단(113)을 구성한다.
즉, 본 발명은 "+"전선과 "-"전선을 역전류 패터닝이 되게 배치하여 1차로 전자기파를 상쇄시키고, "+"전선과 "-"전선을 꼬아서 2차로 전자기파를 상쇄시키고, 3차로 온수관(170) 내부에 발생한 전자기파를 흡수하는 접지라인으로 구성함으로써, 완전히 전자기파를 상쇄시키는 것이다.
도면에서는 접지라인(113b)이 가열수단(111b,112b)과 이격되어 구성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 접지라인이 2개의 전열선과 함께 꼬아지는 형태로 구성할 수도 있다.
본 출원인은 전기장의 경우 접지선을 가열수단과 같이 온수관내에 삽설한 다음 접지함으로써, 전자파(EMF) 인증 기준치인 200V/m이내로 흡수가 됨을 확인하였다.
또한, 자기장의 경우는 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는(역전류 패터닝) 두 도선의 간격을 좁힐 수록, 꼬아줄수록, 전류의 세기가 작을 수록 자기장의 세기가 줄어 듦을 확인하였다.
이러한 실험 데이터가 아래 표 1에 개시되어 있다.
A B 전자파 기준치
(전자기장환경,EMF)
전기장(V/m) 657 5 10[V/m]
자기장(mG) 4.14 0.48 2[mG]
판정 부적합 적합 10V/m,2mG
표 1에서 "A"제품은 온수관내에 열선 2가닥이 꼬이지 않은 상태로 나란이 배치되어 있고, 별도의 접지선이 없는 제품으로 10개의 샘플을 각각 측정하여 평균값을 기재한 것이고, "B"제품은 온수관내에 열선 2가닥을 꼬은 상태로 접지선을 추가한 제품으로 10개의 샘플을 각각 측정하여 평균값을 기재한 것이다.
표 1을 참고하면, 결국 "A"제품은 모두 불합격이고 "B"제품은 모두 합격이다.
참고로 KTC(http://www.ktc.re.kr/united/guide/guide.asp?idx=73)에서 설정된 전자파기준을 알아보면 다음과 같다.
적용대상은 전지/전자 분야의 제조업체 및 제조협력업체의 계약체계를 갖춘 유통판매업체에서 생산된 각종 전기용품이 대상이며, 인증시험 규격은 다음과 같다.
전자기장환경(EMF)에서의 규격은 인체노출과 관련된 가전제품 및 유사기기의 전자기장 시험 방법기준에 관한 것으로 다음 표 2와 같다.
전전기/전자류 인증규격 비고
전기장 10[V/m] TCO 규격적용
자기장 2[mG] TCO 규격적용
전자파(EMC) 10V/m,2mG CISPR, IEC규격
측정거리 : 0cm,30cm, 50cm(제품별 규정)
커플링(150)은 온수관(170) 내부의 열매체(171)를 밀폐하면서 가열수단(111b,112b)과 접지라인(113b)을 외부로 노출시켜 전원을 공급하게 하고, 접지되게 한다.
이를 위하여 커플링(150)은 중공으로 형성하고, 일단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제1체결부(151) 및 제2체결부(152)와 타단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제3체결부(154) 및 제4체결부(155)를 구성한 다음, 제1체결부(151)는 삼각패킹의 외주연 내부에 형성된 제1나사부(142)와 결합되고, 제2체결부(152)는 제1결합부재(130)의 나사부(133)와 나사 결합되어 인슈트(120)와 결합된 삼각패킹(140)을 고정되게 결합하고, 제4체결부(155)에 온수관(170)의 일단을 억지 끼움하거나 또는 나사결합하고 상기 온수관(170)의 두께만큼 단차진 제3체결부(154)에 제2결합부재(160)로 결합하는 것이다.
즉, 커플링(150)의 일단은 가열수단(111b,112b)과 접지라인(113b)이 노출된 온수관(170)과 결합되고, 타단은 가열수단(111b,112b)과 접지라인(113b)과 각각 결합되는 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)이 외부로 노출되면서 열매체(171)를 밀폐하도록 동작된다.
열매체(171)는 물을 비롯한 부동액, 염화나트륨으로 구성하여 열매체가 쉽게 데워지도록 하고, 접지라인(113b)은 SUS등과 같은 도전체로 구성한다.
또한, 접지라인(113b)은 하나 이상의 sus를 꼬아서 여러 가닥으로 구성된 케이블형을 사용하는 것이 바람직하다.
가열수단(111b,112b)은 이중 코팅된 니켈크롬선 7C 권선형을 사용하고, 온수관(170)은 15A의 X-L pipe를 사용한다.
도 3은 제1 커플링과 결합되는 결합부재의 분해도로서, 도면을 참고하면 커플링(150)은 온수관(170)과 제2결합부재(160)에 의하여 결합되고, 제1결합부재(130)에 의하여 열매체(171)를 밀폐시키면서 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)이 외부로 노출되게 구성하는 것이다.
또한, 온수관(170) 내부의 가열수단(111b,112b)과 접지라인(113b)은 외부에 연결될 수 있도록 하기 위하여 가열수단(111b,112b)은 "+,-"전극선(111,112)과 각각 냉납(cold lead)으로 납땜연결되고, 접지라인(113b)도 접지단(113)과 결합된다.
이를 위하여 커플링(150)은 열매체(171)를 밀폐시키면서 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)이 외부로 노출되게 결합되는 실리콘 삼각패킹(140)과 삼각패킹(140)이 커플링(150)의 일단에 개재되어 고정 결합되도록 하는 인슈트(120)와 삼각패킹(140)과 인슈트(120)를 커플링(150)에 개재시켜 고정되도록 하는 제1결합부재(130)를 포함한다.
인슈트(120)는 중공부를 갖는 파이프 형상으로 일단에는 지지부재(122)가 소정 높이 돌출되고, 중공부(121)에는 후술할 삼각패킹(140)의 일단이 삽입되게 결합한다.
삼각패킹(140)도 중공부를 갖는 파이프 형이나 테이퍼진 형상으로 도면상에서는 좌협우광(左狹右廣)의 형상으로 이루어지고, 좌협단(141)에는 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)이 외부로 노출되게 하는 통과홀(141a,141b,141c)이 구성된다.
도 5의 도 3 삼각패킹을 좌측에서 바라본 좌측면도를 참고하면 테이퍼진 좌협단(141)에 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)이 각각 통과하는 통과홀(141a,141b,141c)이 구성되어 있다.
통과홀(141a,141b,141c)은 "+,-"전극선(111,112)과 접지단(113)만 통과하게 하여 열매체(171)가 새지않게 밀폐하는 기능도 수행한다.
또한, 삼각패킹(140)의 일단부에는 단턱(143)이 형성되어 있어, 좌협단(141)이 인슈트(120)의 중공부(121)로 삽입되어, 인슈트(120)의 일단부에 형성된 인슈트 단턱(122)이 삼각패킹의 단턱(143)에 밀착되도록 결합한다.
한편, 제1결합부재(130)는 볼트 형상이나 내부 일단부에 걸림턱(131)을 형성하고, 걸림턱(131)의 연장선상에 나사부(133)를 형성한 구조로 구성하여 인슈트의 단턱(122)이 걸림턱(131)에 걸려 고정되게 하고, 제1결합부재(130)의 나사부(133)가 커플링(150)의 제2체결부(152)와 나사 결합되어 삼각패킹(140)과 인슈트(120)가 견고하게 결합되는 것이다.
즉, 커플링(150)은 중공의 파이프 타입이며 일측에는 서로 단차를 갖으며 나사부를 갖는 제1 및 제2체결부(151,152)가 순서대로 구성된다.
제1체결부(151)는 삼각패킹(140)의 외주연 내부에 형성된 제1나사부(142)와 결합되어, 삼각패킹(140)을 고정하고, 제2체결부(152)가 제1결합부재(130)의 나사부(133)와 나사 결합되어 삼각패킹(140)과 인슈트(120)를 견고하게 결합되도록 하는 것이다.
한편, 인슈트(120)는 중공부(121)를 갖는 파이프 형상으로, 중공부(121)에 삼각패킹(140)이 삽입되게 하고, 몰딩부재(190)에 의하여 외부와 격리되게 구성한다.
상술한 바와 같이 커플링(150)의 일단은 인슈트(120)와 삼각 패킹(140)이 결합되고, 타단에는 온수관(170)이 제2결합부재(160)에 의하여 결합되도록 한다.
이를 위하여 커플링(150)은 온수관(170)의 두께만큼 단차진 제3 및 제4체결부(154,155)를 외주연에 구성하고, 제3 및 제4체결부(154,155)의 단차진 부분에 온수관(170)을 억지 끼움하거나 또는 나사결합하여 1차 결합하고, 제3체결부(154)와 제2결합부재(160)에 의하여 나사 결합된다.
도 4의 제1 커플링의 결합단면도를 참고하면, 제2결합부재(160)의 내부에 형성된 나사산(161)이 일부는 온수관(170)을 압박하고, 일부는 제3체결부(154)와 나사결합되게 하는 것이다.
도 4를 참고하면, 커플링(150)의 일측은 삼각 패킹(140)의 좌협단(141)의 단부가 인슈트(120) 내부로 삽설되도록 제1결합부재(130)에 의하여 결합되고, 커플링(150)의 타측은 제2결합부재(160)에 의하여 온수관(170)이 결합된다.
상술한 구성의 전열온수관은 결합부를 보다 견고하게 그리고 밀폐하기 위하여 몰딩부재(190)에 의하여 조립순으로 볼 때 인슈트(120)와 제1결합부재(130), 커플링(150), 제2결합부재(160) 그리고 온수관(170)의 일부를 피복하도록 몰딩된다.
이러한 몰딩부재(190)는 도 6을 참고하면, 외주면에 전자파를 흡수하여 차폐할 수 있도록 차폐제로 구성할 수도 있으며, 전열선을 동 또는 알루미늄 재질로 감싸거나, 또는 권선하거나, 또는 박판으로 감싸는 방식을 사용할 수 있으며, 접지단(113)이나 별도의 접지판 또는 그라인드 등에 접지된 상태가 되도록 구성할 수도 있다.
또한, 몰딩부재(190)는 절연체인 실리콘, 나이론써미스터, 절연PVC, 캡톤, 에나멜, 니켈, 테프론중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 절연체 및 방수체이므로, 그 절연특성, 내열특성 및 방수성이 우수한 절연방수물을 사용한다.
예시적으로, 실리콘은 열을 장시간 받을 때 열에 의해 그 조직이 손상을 입어 부서지기 쉬운 취성을 갖기 때문에, 테프론과 같은 열에 강한 절연물을 사용한다. 상기 테프론은 삼플루오르화 에틸렌을 중합시켜 만들어진 열가소성 수지로서 내약품성, 특히 플루오르산에 대한 내성이 강하고 열이나 방사선에 대해서도 강하여 고주파 절연물로서 우수한 재질이다.
또한, 본 발명의 온수관(170) 내부에는 압력에 따라 수축 팽창하면서 온수관(170) 내부의 압력을 일정하게 유지시켜주는 다수의 압력조절볼(172a)이 삽입되어 있는 압력조절부(172)를 구성한 것을 또 하나의 특징으로 한다.
도 2를 참고하면 압력조절부(172)가 온수관(170)의 일단부에 구성되어 있다.
이러한 압력조절부(172)는 온수관(170)의 내부에 설치된 가열수단이 발열되면 열매체(171)가 가열되고, 열매체(171)의 온도 상승에 의해 온수관(170) 내부에는 압력이 상승하게 된다. 이때 온수관(170) 내부의 상승된 압력으로 인해 온수관(170)의 취약부분이 파손되거나 온수관(170) 양단부를 폐색시키는 커플링(150)과 밀폐부재(181)가 온수관(10)의 밖으로 밀려나게 되어 열매체(171)가 외부로 누설되는 문제가 발생된다. 또한, 온수관 (170)내부의 열매체(171)가 급격하게 냉각되면 온수관(170) 내부의 압력이 급격하게 하강하게 되어 온수관(170)의 양단부를 폐색시키는 밀폐부재(181)가 온수관(170) 내부로 끌려 들어오게 된다. 이때 밀폐부재(181)와 온수관(170)의 단부에는 틈새가 형성되어 열매체(171)가 온수관 외부로 누설되는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명은 온수관의 내부에 압력조절볼(172a)이 삽입된 압력조절부(172)를 온수관(170)의 일단부에 삽입하여 온수관(170) 내부의 압력에 따라 수축 팽창하면서 온수관 내부의 압력을 일정하게 유지시켜주는 것이다.
여기서, 압력조절볼(172a)은 온수관(170)의 내부의 압력에 따라 그 부피가 수축 또는 팽창할 수 있는 재질이면 족하므로, 복원력이 있는 모든 물질 또는 물체, 예를 들면 수축팽창력이 우수한 실리콘, 합성수지 또는 고무재질로 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 구성의 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관의 작용 및 효과를 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외부에서 "+,-"전극선(111,112)에 전기를 공급하면 제1가열수단(111b)과 제2가열수단(112b)을 통하여 전류가 흐르면서 열매체(171)가 가열되고, 제1가열수단(111b)과 제2가열수단(112b)은 180˚서로 다른 방향으로 전류가 흐르게 되고, 제1가열수단(111b)에 형성된 자기장의 중심과 제2가열수단(112b)에 형성된 자기장의 중심이 일치하게 된다.
따라서, 제1가열수단(111b)에 형성된 자기장의 중심과 제2가열수단(112b)에 형성된 자기장은 상호 상쇄되게 된다. 즉, 이것은 밀착된 거리에서 동일 중심을 갖고 방향이 서로 반대가 되는 자기장들이 서로 상쇄되는 원리를 이용한 것이다.
또한, 제1가열수단(111b)과 제2가열수단(112b)이 꼬이게 형성되어 있으므로, 잔여 전자기장이 상쇄되고, 아울러 접지라인(113b)을 통하여 흡수된 전자기장이 접지단(113)을 통하여 접지되기 때문에 전자기장을 보다 완벽하게 상쇄시킬 수가 있는 것이다.
또한, 가열수단(111b,112b)에서 발생되는 전기장은 몰드부재(190)에 의해 유도되고, 이 몰드부재(190)가 접지단(113)을 통하여 방출되므로 전기장이 가열수단(111b,112b)의 외부로 방출되지 않는다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관은 1차로 가열수단을 인접하게 병렬로 구성하여 역전류 패터닝 기술을 이용하여 발생하는 전자기장을 1차로 상쇄하고, 가열수단을 꼬이게 형성함으로써 발생한 전자기장을 2차로 상쇄하고, 잔여 전자기장을 온수관 내에 구비된 접지라인을 통하여 접지되게 함으로써 3차로 전자기장을 상쇄시킬 수가 있는 것이다.
마지막으로 몰딩부재를 통하여 최종 접지단(113)을 통하여 유출되므로 완전하게 전자기장을 차폐할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
111 : +전극선 112 : -전극선
111a,112a : 냉납 111b : 제1가열수단
112b : 제2가열수단 120 : 인슈트
130 : 제1결합부재 140 : 삼각패킹
141a,141b,141c : 통과홀 150 : 커플링
160 : 제2결합부재 170 : 온수관
171 : 열매체 172 : 압력흡수부
172a : 압력흡수볼 180 : 제3결합부재
181 : 밀폐부재 190 : 몰드부재

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 소정의 길이를 가지고 내부에는 열매체가 충진된 온수관과 이 온수관 내부에 설치되어 열매체를 가열시키는 한 쌍의 가열수단으로 이루어지는 전열온수관에 있어서,
    상기 가열수단은 +선과 -선을 한쌍으로 구성하고 상기 +선과 -선은 서로 근접하게 한 쌍으로 나란하게 설치하되, 상기 한 쌍의 가열수단은 서로 꼬아지도록 구성하고,
    상기 가열수단의 길이 방향으로 상기 온수관의 길이만큼 접지라인이 구성되고,
    상기 온수관은
    타단부는 밀폐부재에 의하여 밀폐되고 일단부는 중공의 커플링에 의하여 결합되어 한쌍의 가열수단과 접지라인이 상기 커플링의 외부로 노출되게 하고 상기 열매체의 외부 누출을 방지하도록 결합되며, 상기 가열수단은 상기 커플링의 일측으로 투입된 후, 온수관의 타측 단부에서 절곡된 다음, 상기 온수관 내부를 경유하여 상기 커플링을 통해 배출되어 온수관 내부에서 U자형이며 서로 꼬이게 배선되고, 압력에 따라 수축 팽창하면서 온수관 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 다수의 압력조절볼이 삽입된 압력조절부가 상기 온수관 내부 타단부 측에 구비하고,
    상기 커플링과 가열수단의 일부를 피복하도록 몰딩된 몰딩부재를 포함하는 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 커플링은
    중공이며, 일단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제1 및 제2체결부와 타단에 서로 단차지며 나사로 형성된 제3 및 제4체결부를 구성한 다음, 제1체결부(151)는 삼각패킹의 외주연 내부에 형성된 제1나사부와 결합되고, 제2체결부는 제1결합부재의 나사부와 나사 결합되어 인슈트와 결합된 상기 삼각패킹을 고정되게 결합하고, 제3체결부에 온수관을 억지 끼움하거나 또는 나사결합하고 상기 온수관의 두께 만큼 단차진 제4체결부에 제2결합부재로 결합하는 전자기장 차폐 기능을 갖는 밀폐형 전열온수관.


















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