KR101754819B1 - Planar heater using conductive paste - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기저항 계수가 다른 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하여 균일한 발열이 가능하도록 구성된 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체에 관한 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 면상 발열체는 전원이 공급되면 발열되고, 규칙적인 크기로 형성되는 망상구조의 와이어부; 상기 와이어부 상에 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하는 패턴부; 상기 와이어부와 상기 패턴부에 전원을 공급하는 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar heating element using an electrically conductive paste, and more particularly, to a planar heating element using a conductive paste which is formed by forming a conductive paste having a different electrical resistance coefficient in a predetermined pattern to enable uniform heat generation.
According to an aspect of the present invention, there is provided a planar heating element using a conductive paste, the planar heating element including a wire portion of a network structure that generates heat when power is supplied and has a regular size; A pattern portion for forming a conductive paste on the wire portion in a predetermined pattern; And a module unit for supplying power to the wire unit and the pattern unit.
Description
본 발명은 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기저항 계수가 다른 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하여 균일한 발열이 가능하도록 구성된 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 전기의 통전에 의한 면상발열체는 온도조절이 용이할 뿐만 아니라 공기가 오염되지 않아 위생적이며, 소음이 없기 때문에 아파트나 일반주택 등의 주거용 난방장치 등에 폭넓게 이용되고 있다. 또한, 이러한 면상발열체는 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 창고 및 막사 등의 산업용 난방장치, 각종 산업용 가열장치, 비닐 하우스와 농산물 건조시스템의 농업용 설비, 도로나 주차장의 눈을 녹이거나 결빙을 방지할 수 있는 각종 동결방지장치를 비롯하여 레저용, 방한용, 가전제품, 거울이나 유리의 김서림 방지장치, 건강보조용, 축산용 등에도 이용되고 있다.Generally, the surface heating element by electric power is widely used for residential heating devices such as apartments and general houses because it is easy to control the temperature, is not contaminated with air, is sanitary, and has no noise. In addition, such surface heating elements can be used for heating of commercial buildings, industrial heating devices such as workshops, warehouses and barracks, various industrial heating devices, agricultural facilities for vinyl houses and agricultural product drying systems, Freezing prevention devices that can be used in various fields, such as leisure, cold weather, household appliances, anti-fogging devices for mirrors and glass, healthcare assistants, animal husbandry and the like.
면상발열체의 발열원으로는 니크롬 등의 발열선이 많이 사용되고 있으나, 니크롬 등의 발열선으로 만든 면상발열체에서는 전기가 한 선을 통해 흐르기 때문에 발열선의 어느 한 부분이라도 끊어지면 전기가 통하지 않게 되어 면상발열체가 작동을 하지 않는 사용상의 문제점이 발생할 수 있다. In general, heating elements such as nichrome are used as a heating source of a surface heating element. However, since electric current flows through a heating element made of a heating wire such as nichrome, if any part of the heating wire is cut off, There is a possibility of causing a problem in use.
또한, 도 1에 나타난 바와 같이 가는 와이어로 직조한 면상발열체의 경우 전원 공급 시 균일한 전원 공급이 어려워 저항이 높은 곳에 부분적으로 번아웃(열화, burn out) 현상이 발생하거나, 동박판 또는 전도성이 높은 소재로 가장자리와 중앙에 전극을 성치하여도 와이어 굵기가 가늘수록 유연성은 높지만 저항이 높아져 번아웃 현상이 발생하는 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 1, in the case of a planar heating element woven with a thin wire, it is difficult to uniformly supply power at the time of power supply, so that burnout occurs partially at a high resistance, Even if the electrode is formed at the edge and the center with a high material, the smaller the thickness of the wire, the higher the flexibility, but the higher the resistance, the more the burn-out phenomenon occurs.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기저항 계수가 다른 도전성 페이스트를 이용하여 면상 전체에 균일한 전류가 흐름으로 인해 균일한 발열이 가능하도록 한 면상발열체를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a planar heating element capable of uniformly generating heat due to uniform current flow through the entire surface using conductive paste having different electric resistivity .
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 전류를 정밀제어하여 과부하나 번아웃 현상이 없는 안전성이 높은 면상발열체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a highly reliable planar heating element which can precisely control a current to prevent an overloading phenomenon.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as set forth in the accompanying drawings. It will be possible.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 면상 발열체는 전원이 공급되면 발열되고, 규칙적인 크기로 형성되는 망상구조의 와이어부; 상기 와이어부 상에 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하는 패턴부; 상기 와이어부와 상기 패턴부에 전원을 공급하는 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a planar heating element using a conductive paste, the planar heating element including a wire portion of a network structure that generates heat when power is supplied and has a regular size; A pattern portion for forming a conductive paste on the wire portion in a predetermined pattern; And a module unit for supplying power to the wire unit and the pattern unit.
본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 면상 발열체는 전기저항 계수가 다른 소재의 도전성 페이스트를 발열체에 포함하여 면상 전체에 균일한 전류가 신속하게 흐름으로 인해 균일한 발열이 가능하도록 하며, 전류를 정밀 제어하여 과부하나 열화가 없는 면상발열체를 제공할 수 있는 효과가 있다.The planar heating element using the conductive paste of the present invention includes a conductive paste of a material having a different electric resistance coefficient in a heating element so that a uniform current can flow quickly throughout the plane to enable uniform heating, There is an effect that it is possible to provide a planar heating element without any deterioration.
또한, 본 발명의 면상발열체는 스테인리스강(STS) 와이어를 사용하여 유연성이 뛰어나며 경량화, 내식성, 내구성이 우수한 면상발열체를 제공할 수 있는 효과가 있다.Further, the surface heating element of the present invention has the effect of providing a surface heating element excellent in flexibility, light weight, corrosion resistance and durability by using stainless steel (STS) wire.
도 1은 종래의 면상발열체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 면상 발열체의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체의 다른 일례를 도시한 도면이다.1 is a view showing a conventional planar heating element.
2 is a view showing an example of a planar heating element using the conductive paste of the present invention.
3 is a view showing another example of the area heating element using the conductive paste of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.
본 발명인 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체는 도 2에 도시된 바와 같이, 망상구조의 와이어부(1)와, 상기 와이어부(1) 상에 일정한 패턴을 형성하는 패턴부(2) 및 상기 와이어부(1) 또는 패턴부(2) 중 적어도 어느 하나와 연결되어 전원을 공급하는 모듈부(3)를 포함하여 구성된다.2, the planar heating element using the conductive paste according to the present invention includes a
먼저, 본 발명의 면상발열체는 와이어부(1)가 마련된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 와이어부(1)는 와이어를 경사와 위사로 공급, 직조하여 메쉬 형상으로 구성된다.First, the surface heating element of the present invention is provided with a
상기 와이어부(1)는 전원을 공급받아 본 발명인 면상발열체의 발열이 수행되도록 하는 역할을 한다.The
상기 와이어부(1)를 구성하는 와이어는 상술한 기능을 위해 어떠한 소재도 가능하며, 금속열선으로 사용되는 소재 또는 전기전도성 열선을 합성수지로 코팅 또는 압출한 열선 소재 등이 사용되어질 수 있다.The wire constituting the
상기 와이어부(1)의 소재의 일례로는 경량화, 내식성, 유연성, 내구성이 높은 스테인리스강(Stainless steel, STS)이 사용되어질 수 있다.Stainless steel (STS) having a light weight, corrosion resistance, flexibility, and durability may be used as an example of the material of the
상기 스테인리스강은 철(Fe)에 상당량의 크롬(보통 12%이상)을 넣어서 녹이 잘 슬지 않도록 만들어진 강으로 여기에다 필요에 따라 탄소(C), 니켈,(Ni), 규소(Si), 망간(Mn), 모리브덴 (Mo) 등을 소량씩 포함하고 있는 복합한 성분을 가지고 있는 합금강이라고 볼 수 있다.The stainless steel is a steel made of iron (Fe) in which a considerable amount of chromium (usually 12% or more) is put into the steel to prevent rusting. In addition, the stainless steel is made of carbon, nickel, ), And molybdenum (Mo), which are contained in a small amount.
이렇게 하여 만들어진 스테인레스강은 철(Fe)을 주성분으로 하면서도 보통강이 가지고 있지 않는 여러 가지 특성 즉, 표면이 아름다운 점, 녹이 잘 슬지 않는 점, 열에 견디기 좋은 점, 또한 외부 충격에 대해 강한 점 등에서 볼 때 대단히 우수한 특성을 갖추고 있다.Stainless steel made in this way has various characteristics that iron (Fe) is the main component but does not have ordinary steel, that is, the surface is beautiful, the rust is not good, the heat is resistant, When equipped with excellent properties.
상기 와이어부(1)는 메쉬(망상)구조 밀도를 조절하여, 면상 전체의 전류 분산 조절이 가능하다.The
다음으로, 본 발명의 면상발열체는 패턴부(2)가 마련된다.Next, the planar heating element of the present invention is provided with the
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패턴부(2)는 상기 와이어부(1) 상의 일부에 일정한 패턴을 가지며 형성된다. As shown in FIG. 2, the
상기 패턴부(2)는 상기 와이어부(1)상에 도전성 페이스트를 도포, 함침하거나 인쇄하는 등 다양하게 설계 가능하다.The
상기 패턴부(2)는 상기 와이어부(1)에 비하여 전기저항이 낮도록 구성된다. 이는, 상기 패턴부(2)를 통하여 전류를 빠르게 흘려 와이어부(1)에 전달하여 전체적으로 균일한 발열이 일어나도록 하기 위함이다. The
상기 전기저항의 조절은 상기 패턴부(2)를 구성하는 도전성 페이스트를 상기 와이어부(1)에 비하여 전기저항이 낮은 소재를 포함하는 도전성 페이스트로 하여 조절할 수 있다.The electrical resistance can be controlled by adjusting the conductive paste constituting the
즉, 상기 패턴부(2)는 와이어부(1)와 소재를 달리하여 전기저항 계수가 낮은 도전성 페이스트로 상기 와이어부(1) 상에 패턴을 형성함으로써 전류가 전체적으로 신속하게 흐르도록 한다.That is, the
예를 들어, 패턴부(2)는 상기 와이어부(1)를 스테인리스강 와이어(STS)로 구성할 경우, 보다 전기저항이 낮은 소재인 구리, 니켈 등을 포함하는 도전성 페이스트로 구성될 수 있다.For example, when the
상기 구리는 열과 전기의 전도율이 높고, 연신율이 좋아 미세한 가공이 가능한 장점이 있다. 상기 니켈은 전성과 연성이 큰 장점이 있다. 따라서, 상기 도전성 와이어들의 특성을 고려하여, 상기 면상발열체의 사용 목적에 따라 소재를 변경하여 구성 가능하다.The copper has advantages of high conductivity of heat and electricity, good elongation, and fine processing. The above-mentioned nickel has a merit of high electrical conductivity and ductility. Therefore, in consideration of the characteristics of the conductive wires, it is possible to change the material according to the use purpose of the planar heating element.
상기 와이어부(1)를 구성하는 스테인리스강에 비하여, 상기 패턴부(2)를 전기저항 계수가 낮은 구리, 니켈 등의 도전성 페이스트로 패턴을 형상하여 전류의 흐름을 보다 신속하게 전달해 전체적으로 균일한 발열이 가능하도록 한다.The
상기 패턴부(2)는 전류의 흐름을 보다 신속하게 하여 균일한 발열이 가능하도록 하는 동시에, 발열 소재를 사용할 경우 발열체로서의 역할 또한 수행할 수 있다.The
또한, 상기 패턴부(2)의 패턴은 상술한 기능을 위해 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 계단형, 십자형 등 어떠한 패턴 형상으로든 다양하게 설계변경 가능하다.2 and 3, the pattern of the
상기 모듈부(3)는 전극부재를 포함하여 구성되며, 상기 전극 부재에 전원접속 단자 등이 부착된다. The
상기 모듈부(3)는 와이어부(1) 또는 패턴부(2) 중 적어도 어느 하나의 일측에 구비되어, 전원을 공급하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.The
상기 모듈부(3)에 대한 구성은 면상발열체의 용도인 의류, 난방장치, 가전제품, 축산용 설비 등 적용되는 목적에 따라 다양하게 설계변경 가능하다.The configuration of the
또한, 본 발명의 면상발열체는 절연구성이 더 포함되어 질 수 있으며, 상기 절연 구성은 면상발열체의 용도에 따라 다양하게 설계변경 가능하다.In addition, the planar heating element of the present invention may further include an insulating structure, and the insulating structure may be variously changed depending on the use of the planar heating element.
하기에서는 상기와 같이 구성되는 발명의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the invention constructed as described above will be described.
먼저, 본 발명에 따른 면상발열체에 전원을 공급한다. 상기 전원이 공급되면 상기 모듈부(3)의 전극 부재를 통해 전류가 흐른다.First, power is supplied to the planar heating element according to the present invention. When the power source is supplied, a current flows through the electrode member of the
상기 전류는 상기 모듈부(3)의 일측과 연결되며, 패턴부(2)의 일측을 통해 빠르게 전달되고, 상기 패턴부(2)의 일측을 통해 전달된 전류는 상기 패턴부(2) 전체로 전달된다. 상기 패턴부(2)가 발열 가능한 소재로 구성될 시, 전류의 흐름과 동시에 발열된다.The current is connected to one side of the
상기 패턴부(2) 전체로 전달된 전류는 상기 패턴부(2)와 연결된 상기 와이어부(1) 일측을 통해 상기 와이어부(1)의 전체로 전류가 전달된다. 상기 와이어부(1)는 전류가 전달될 시 전류의 흐름과 동시에 발열되어 면상발열체로서의 역할을 수행하게 된다.The current delivered to the
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다 는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive and the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.
1. 와이어부
2. 패턴부
3. 모듈부1. Wire section
2. Pattern section
3. Module section
Claims (4)
상기 와이어부 상에 전체적으로 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하는 패턴부;
상기 와이어부와 상기 패턴부에 전원을 공급하는 모듈부;를 포함하고,
상기 패턴부는 상기 와이어부에 대하여 상대적으로 전기저항 계수를 크게 하여, 상기 와이어부에 대해 상기 패턴부를 통하여 신속하게 전기가 전체적으로 전달되고, 상기 와이어부에 의해 고르게 발열되는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체.A wire portion of a network structure that generates heat when power is supplied and is formed in a regular size;
A pattern part for forming a conductive paste as a whole on the wire part as a whole;
And a module unit for supplying power to the wire unit and the pattern unit,
Wherein the pattern portion has a relatively large electrical resistance coefficient with respect to the wire portion so that electricity is entirely transmitted to the wire portion through the pattern portion as a whole and uniformly generated by the wire portion. Plane heating element.
상기 패턴부는 상기 와이어부에 대하여 상대적으로 전기저항 계수가 낮은 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체The method according to claim 1,
Wherein the pattern portion has a relatively low electrical resistance coefficient with respect to the wire portion.
상기 와이어부는 스테인레스강(Stainless Steel, STS)소재로 구성되고,
상기 패턴부는 구리 또는 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체The method according to claim 1,
The wire portion is made of stainless steel (STS)
Wherein the pattern portion is a conductive paste containing at least one of copper and nickel.
상기 와이어부와 상기 패턴부는 서로 패턴이 다른 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트를 이용한 면상발열체The method according to claim 1,
Wherein the wire portion and the pattern portion have different patterns from each other.
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