KR101785352B1 - 히터 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
히터는 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하고, 일체로 형성되는 발열 몸체, 및 상기 발열 몸체에 전기적으로 연결된 단자를 포함한다. 상기 세라믹은 도전성이 없는 구조용 세라믹을 포함하고, 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함하고, 상기 발열 몸체는 상기 발열 몸체 전체에 분포하는 상기 탄소 도전체에 의해 도전성을 갖는다.
Description
본 발명은 히터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하는 발열 몸체를 포함하는 히터 및 상기 히터의 제조 방법에 관한 것이다
친환경 에너지에 대한 관심이 높아지면서 전기 자동차, 연료전지 자동차 등과 같은 친환경 차량 관련 부품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 친환경 차량에는 엔진이 구비되지 않아 엔진의 폐열을 이용하여 난방을 구현할 수 없으므로, 고전압을 이용해 안정적으로 난방을 구현할 수 있는 별도의 히터가 필요하다. 또한, 디젤 엔진의 경우 자동차의 초기 시동 시, 엔진을 냉각하는 열교환매체가 가열되기까지 상당한 시간이 소요되어 별도의 히터가 필요하다.
일반적으로, 차량용 난방장치로서, 화재 위험이 적고 반영구적으로 사용할 수 있는 피티씨 서미스터(PTC thermistor, Positive Temperature Coefficient thermistor)를 채용한 히터가 이용되는데, 주원료인 도전성 세라믹의 제조 비용이 높고 무게가 무거운 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 가볍고 강도가 향상되고, 제조 단가가 절감된 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 히터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 히터는 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하고, 일체로 형성되는 발열 몸체, 및 상기 발열 몸체에 전기적으로 연결된 단자를 포함한다. 상기 세라믹은 도전성이 없는 구조용 세라믹을 포함하고, 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브, 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함하고,상기 발열 몸체는 상기 발열 몸체 전체에 분포하는 상기 탄소 도전체에 의해 도전성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세라믹은 알루미나(Al2O3) 및 산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세라믹은 산화철(Fe2O3) 및/또는 산화칼륨(K2O)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열 몸체는 상기 세라믹을 60 내지 95중량% 포함하고, 상기 탄소 도전체를 5 내지 40중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단자는 상기 발열 몸체 상에 접착되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열 몸체에는 상기 발열 몸체를 관통하는 복수의 슬릿형 개구들이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단자는 제1 단자 및 제2 단자를 포함할 수 있다. 상기 제1 단자는 상기 발열 몸체의 일측면 상에 배치되고, 상기 제2 단자는 상기 발열 몸체의 일측면과 대향하는 타측면 상에 배치될 수 있다. 상기 개구들은 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이에 동일한 간격으로 배치되고, 동일한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열 몸체의 상기 일측면 및 상기 타측면은 열결하는 상면 상에 배치되고, 평면상에서 볼 때, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 배치되는 제3 단자를 더 포함할 수 있다. 상기 개구들은 상기 제1 단자와 상기 제3 단자 사이 및 상기 제2 단자와 상기 제3 단자 사이에 형성될 수 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 히터의 제조 방법은 세라믹 분말 및 탄소 도전체를 혼합하여 원료 분말을 준비하는 원료 분말 혼합 단계, 상기 원료 분말을 건조 시키는 건조 단계, 건조된 상기 원료 분말을 이용하여 발열 몸체를 성형하는 성형 단계, 성형된 상기 발열 몸체를 소결하는 소결 단계, 및 상기 발열 몸체에 단자를 부착하는 단자 부착 단계를 포함한다. 상기 원료 혼합 단계에서, 상기 세라믹 분말은 도전성이 없는 구조용 세라믹 분말을 포함하고, 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함하고 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원료 분말 혼합 단계에서, 상기 세라믹 분말은 알루미나(Al2O3) 및 산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원료 분말 혼합 단계에서, 상기 원료 분말은 60 내지 95 중량% 의 상기 세라믹 분말을 포함하고, 5 내지 40 중량%의 상기 탄소 도전체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원료 분말 혼합 단계에서, 상기 세라믹 분말 및 상기 탄소 도전체를 혼합하여 분쇄하여 상기 원료 분말을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소결 단계는 진공 또는 아르곤 가스 분위기에서 진행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성형 단계에서는 상기 발열 몸체에 대응하는 몰드를 이용하여 상기 원료 분말을 가압하여, 상기 발열 몸체를 성형할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 히터는 도전성이 없는 세라믹 및 도전성을 갖는 탄소 도전체를 포함하는 일체로 형성된 발열 몸체를 포함한다. 상기 발열 몸체의 상기 세라믹은 구조물 등에 사용되는 구조용 세라믹으로 상대적으로 저가이므로, 제조 단가를 낮추어 생산성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 별도의 구성이 필요 없이 상기 발열 몸체가 도전성을 갖는 발열체로서 작동할 수 있으므로, 구조가 단순하고, 제조 비용이 절감된 히터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 발열 몸체는 세라믹 발열 소재로 인체에 유용한 원적외선이 방출되는 히터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 히터의 제조 방법은 원료 분말을 혼합, 건조, 성형, 소결 등의 단계를 거쳐 발열 몸체를 제조하고, 상기 발열 몸체에 단자를 부착하므로, 구조가 단순하고, 제조 비용이 절감된 히터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 히터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 히터의 평면도이다.
도 5는 도 1의 히터의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 히터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 히터의 평면도이다.
도 5는 도 1의 히터의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도이다. 도 2는 도 1의 히터의 평면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체(100), 제1 단자(210) 및 제2 단자(220)를 포함한다.
상기 발열 몸체(100)는 세라믹 및 탄소 도전체를 포함한다. 상기 세라믹은 구조물 등에 사용되는 구조용 세라믹으로 도전성이 없는 것을 사용할 수 있다. 상기 구조용 세라믹은 파인세라믹, 알루미나 세라믹, 지르코니아 세라믹, 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹은 주성분이 알루미나(Al2O3) 및 산화 규소(SiO2)인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 세라믹은 다른 부수적인 성분들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹은 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 등을 더 포함할 수 있다.
상기 탄소 도전체는 도전성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 발열 몸체(100)에는 상기 탄소 도전체가 전체적으로 분포되어 있으므로, 상기 발열 몸체(100)가 도전성을 가질 수 있다. 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함할 수 있다. 상기 탄소는 6각형 구조를 이루는 원자들이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 탄소 단일층의 6각형 구조가 원통형으로 이루어진 구조를 가질 수 있다. 상기 그래핀은 상기 탄소를 구성하는 6각형 구조를 한층만 떼어낸 구조를 가질 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 바람직하게 약 60 내지 95 중량% 의 상기 세라믹을 포함하고, 약 5 내지 40 중량%의 상기 탄소 도전체를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 및 탄소 도전체의 함량은 원재료의 가격, 비중, 중량, 강도등을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 탄소 도전체의 함량이 5중량% 미만인 경우, 단위면적당 비저항 값이 너무 커 전기적 특성이 좋지 않고, 상기 탄소 도전체의 함량이 45중량% 이상인 경우, 상기 세라믹의 결합력이 약하고 강도가 낮은 문제가 있다. 상기 수치 범위에 따르면, 일반적인 구조용 세라믹 정도의 강도를 갖고, 비중이 낮은 고강도 경량의 히터를 제조할 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 발열 몸체(100)의 모든 부분이 물리적으로 연결된 하나의 구성일 수 있다. 상기 발열 몸체(100)에는 상기 발열 몸체(100)를 관통하는 복수의 슬릿 형태의 개구(102)들이 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 발열 몸체(100)는 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)의 양쪽 면 상에 각각 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220)가 배치될 수 있다. 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직할 수 있다. 상기 발열 몸체(100)에는 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220) 사이에 개구 영역(OA)이 배치될 수 있다. 상기 개구 영역(OA) 내에는 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖는 복수의 슬릿 형태의 개구들(102)이 형성될 수 있다. 각각의 상기 개구(102)는 상기 제1 및 제2 방향(D1, D2)과 실질적으로 수직한 제3 방향(D3)으로 상기 발열 몸체(100)를 관통할 수 있다. 상기 개구들(102)은 서로 동일한 간격으로 배치되고, 동일한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 단자(210)는 상기 발열 몸체(100)의 일측면 상에 부착되고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)를 따라 연장될 수 있다. 상기 발열 몸체(100)의 상기 제1 단자(210)는 구리 등의 금속을 포함할 수 있다. 상기 제1 단자(210)는 상기 발열 몸체(100)와 직접 접촉하거나, 도전성 접착제 등을 이용하여 부착되어, 상기 발열 몸체(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 단자(210)의 끝단은 상기 발열 몸체(100)로부터 외부로 노출되어 외부의 전원이 인가될 수 있다.
상기 제2 단자(220)는 상기 발열 몸체(100)의 상기 일측면과 대향하는 타측면 상에 부착되고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)를 따라 연장될 수 있다. 상기 발열 몸체(100)의 상기 제2 단자(220)는 구리 등의 금속을 포함할 수 있다. 상기 제2 단자(220)는 상기 발열 몸체(100)와 직접 접촉하거나, 도전성 접착제 등을 이용하여 부착되어, 상기 발열 몸체(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 단자(220)의 끝단은 상기 발열 몸체(100)로부터 외부로 노출되어 외부의 전원이 인가될 수 있다.
상기 제1 및 제2 단자들(210, 220)에 전압을 공급하여 상기 히터를 작동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 단자(210)에 구동 전압이 인가되고, 상기 제2 단자(220)에 접지 전압이 인가되면, 상기 제1 단자(210)로부터 상기 발열 몸체(100)를 통해 상기 제2 단자(220)로 통전된다. 이에 따라, 상기 발열 몸체(100)가 발열하며, 히터로서의 기능을 할 수 있다.
각각의 상기 제1 및 제2 단자들(210, 220)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 상기 발열 몸체(100) 전체에 대응하여 형성되고, 상기 발열 몸체(100)의 상기 개구들(102)이 동일한 간격으로 동일한 형상을 갖도록 형성되어, 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220) 사이에 동일한 저항값을 갖는 다수의 저항체가 병렬 연결된 전기회로가 구성되어, 상기 발열 몸체(100)는 전체적으로 균일한 온도 분포를 가질 수 있다.
상기 히터의 단자들 및 상기 개구들의 형상 및 위치는 필요에 따라 변경될 수 있다.
종래의 PTC 서미스터를 발열원으로 하는 PTC 히터의 경우, BaTiO3 (또는 BaCo3+TiO2)를 주성분으로 하는 희토류 원소, Pb, Ti 등의 원료 혼합 물질로 형성되어 도전성을 갖는 전자 세라믹을 이용한다. 상기 전자 세라믹은 비교적 고가인데 이에 반해, 본 실시예에 따른 상기 발열 몸체(100)의 상기 세라믹은 구조물 등에 사용되는 구조용 세라믹으로 상대적으로 저가이므로, 제조 단가를 낮추어 생산성을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 별도의 구성이 필요 없이 상기 발열 몸체(100)가 도전성을 갖는 발열체로서 작동할 수 있으므로, 구조가 단순하고, 제조 비용이 절감된 히터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 발열 몸체(100)는 세라믹 발열 소재로 인체에 유용한 원적외선이 방출되는 히터를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 사시도이다. 도 4는 도 3의 히터의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 히터는 발열 몸체(100)의 제1 개구(102a) 및 제2 개구(102b) 및 제3 단자(230)를 제외하고, 도 1 및 도 2의 히터와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
상기 히터는 발열 몸체(100), 제1 단자(210), 제2 단자(220) 및 제3 단자(230)를 포함한다.
상기 발열 몸체(100)는 세라믹 및 탄소 도전체를 포함한다. 상기 세라믹은 구조물 등에 사용되는 구조용 세라믹으로 도전성이 없는 것을 사용할 수 있다. 상기 탄소 도전체는 도전성을 갖는 탄소, 탄소나노튜브 및/또는 그래핀을 포함할 수 있다.
상기 발열 몸체(100)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 발열 몸체(100)의 모든 부분이 물리적으로 연결된 하나의 구성일 수 있다. 상기 발열 몸체(100)에는 상기 발열 몸체(100)를 관통하는 복수의 슬릿 형태의 개구(102a, 102b)들이 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 발열 몸체(100)는 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)의 양쪽 면 상에 각각 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220)가 배치될 수 있다. 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220) 사이에 상기 발열 몸체(100)의 상면 상에 상기 제3 단자(230)가 배치될 수 있다. 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직할 수 있다. 상기 발열 몸체(100)에는 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220) 사이에 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고 상기 제1 방향(D1)으로 서로 이격되는 제1 개구 영역(OA1) 및 제2 개구 영역(OA2)이 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구 영역들(OA1, OA2) 내에는 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)으로 폭을 갖는 복수의 슬릿 형태의 제1 개구들 및 제2 개구들(102a, 102b)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구들(102a, 102b)는 상기 제1 및 제2 방향(D1, D2)과 실질적으로 수직한 제3 방향(D3)으로 상기 발열 몸체(100)를 관통할 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구들(102a, 102b)은 서로 동일한 간격으로 배치되고, 동일한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 단자(210)는 상기 발열 몸체(100)의 일측면 상에 부착되고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)를 따라 연장될 수 있다. 상기 발열 몸체(100)의 상기 제1 단자(210)는 구리 등의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제2 단자(220)는 상기 발열 몸체(100)의 상기 일측면과 대향하는 타측면 상에 부착되고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)를 따라 연장될 수 있다. 상기 발열 몸체(100)의 상기 제2 단자(220)는 구리 등의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제3 단자(230)는 상기 발열 몸체(100)의 상기 일측면과 상기 타측면을 연결하는 상면 및/또는 하면 상에 부착되고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)를 따라 연장될 수 있다. 상기 제3 단자(230)는 평면에서 볼 때, 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220) 사이에 배치되고, 상기 발열 몸체(100)를 관통하지 않고, 상기 발열 몸체(100)의 상면 상에 부착되어 형성되므로, 상기 제3 단자(330)의 끝단 부분이 상기 제3 방향(D3)으로 구부러져 형성될 수 있다. 즉, 상기 제3 단자(330)의 상기 제2 방향(D2)의 끝단은 상기 발열 몸체(100)의 표면을 따라 상기 제3 방향(D3)으로 구부러지고, 상기 제2 방향(D2)으로 상기 발열 몸체(100)로부터 돌출될 수 있다. 상기 제3 단자(230)의 돌출된 끝단에는 외부의 전원이 인가될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 단자들(210, 220, 230)에 전압을 공급하여 상기 히터를 작동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 단자(210) 및 상기 제2 단자(220)에 구동 전압이 인가되고, 상기 제3 단자(230)에 접지 전압이 인가되면, 상기 제1 단자(210) 또는 상기 제2 단자(220)로부터 상기 발열 몸체(100)를 통해 상기 제2 단자(220)로 통전된다. 이에 따라, 상기 발열 몸체(100)가 발열하며, 히터로서의 기능을 할 수 있다.
각각의 상기 제1 내지 제3 단자들(210, 220, 230)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 상기 발열 몸체(100) 전체에 대응하여 형성되고, 상기 발열 몸체(100)의 상기 제1 및 제2 개구들(102a, 102b)이 동일한 간격으로 동일한 형상을 갖도록 형성되어, 상기 제1 단자(210)와 상기 제3 단자(230) 또는 상기 제2 단자(220) 및 상기 제3 단자(230) 사이에 동일한 저항값을 갖는 다수의 저항체가 병렬 연결된 전기회로가 구성되어, 상기 발열 몸체(100)는 전체적으로 균일한 온도 분포를 가질 수 있다.
상기 히터의 단자들 및 상기 개구들의 형상 및 위치는 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 5는 도 1의 히터의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기 히터의 제조 방법은 원료 분말 혼합 단계(S100), 건조 단계(S200), 성형 단계(S300), 소결 단계(S400) 및 단자 부착 단계(S500)
상기 원료 분말 혼합 단계(S100)에서는, 세라믹 분말 및 탄소 도전체를 혼합하여 원료 분말을 준비한다. 상기 세라믹 분말은 구조물 등의 형성에 사용되는 구조용 세라믹으로 도전성이 없는 것을 사용할 수 있다. 상기 구조용 세라믹은 파인세라믹, 알루미나 세라믹, 지르코니아 세라믹, 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹 분말은 주성분이 알루미나(Al2O3) 및 산화 규소(SiO2)인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 세라믹 분말은 다른 부수적인 성분들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹 분말은 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 등을 더 포함할 수 있다.
상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함할 수 있다. 상기 탄소는 6각형 구조를 이루는 원자들이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 탄소 단일층의 6각형 구조가 원통형으로 이루어진 구조를 가질 수 있다. 상기 그래핀은 상기 탄소를 구성하는 6각형 구조를 한층만 떼어낸 구조를 가질 수 있다.. 상기 탄소 도전체는 분말 형태로 제공되어 상기 원료 분말에 혼합될 수 있다.
상기 원료 분말은 바람직하게 약 60 내지 95 중량% 의 상기 세라믹 분말을 포함하고, 약 5 내지 40 중량%의 상기 탄소 도전체를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 분말 및 탄소 도전체의 함량은 원재료의 가격, 비중, 중량, 강도등을 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 원료 분말은 다양한 방법으로 준비될 수 있다. 예를 들면, 상기 원료 분말은 세라믹과 탄소 도전체를 혼합 분쇄하여 수득할 수도 있다.
상기 건조 단계(S200)에서는, 상기 원료 분말을 건조시키다. 예를 들면, 스프레이 드라이어(spray dryer)등을 이용하여 상기 원료 분말을 건조하여 과립화(구상화)할 수 있다.
상기 성형 단계(S300)에서는, 건조된 상기 원료 분말로 발열 몸체(도 1의 100 참조)를 성형할 수 있다. 상기 발열 몸체에 대응하는 몰드 등을 이용하여 상기 원료 분말을 가압하여, 상기 발열 몸체를 성형할 수 있다. 예를 들면, 유압프레스 등을 이용하여 1차 성형한 다음, 균일한 성형밀도를 얻기 위해 냉간등방가압성형을 통하여 2차 성형할 수 있다.
상기 소결 단계(S400)에서는, 상기 발열 몸체로 성형된 상기 원료 분말을 고온으로 소결할 수 있다. 예를 들면, 상기 발열 몸체에 대응하는 핫 프레스 소결용 몰드를 이용하여 진공 또는 아르곤 가스 분위기에서 고온으로 소결할 수 있다.
상기 단계들은 상기 원료 물질의 산화를 방지하기 위해 진공 상태 또는 아르곤 가스 분위기 등에서 진행될 수 있다.
상기 단자 부착 단계(S500)에서는, 상기 발열 몸체에 단자(도1 의 210, 220 참조)를 부착한다. 상기 단자는 구리 등의 금속으로 형성될 수 있다. 상기 단자는 상기 발열 몸체에 직접 접촉하도록 부착되거나, 도전성 접착제 등을 이용하여 부착될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제조 방법은 원료 분말을 혼합, 건조, 성형, 소결 등의 단계를 거쳐 발열 몸체를 제조하고, 상기 발열 몸체에 단자를 부착하므로, 구조가 단순하고, 제조 비용이 절감된 히터를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 발열 몸체 102: 개구
210: 제1 단자 220: 제2 단자
210: 제1 단자 220: 제2 단자
Claims (14)
- 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하고, 일체로 형성되는 발열 몸체;및
상기 발열 몸체에 직접 접촉하여 전기적으로 연결된 단자를 포함하고,
상기 단자는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하고,
상기 제1 단자는 상기 발열 몸체의 일측면 상에 배치되고, 상기 제2 단자는 상기 발열 몸체의 일측면과 대향하는 타측면 상에 배치되고
상기 발열 몸체에는 상기 발열 몸체를 관통하는 복수의 슬릿형 개구들이 형성되고, 상기 슬릿형 개구는 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 단자들이 연장되는 방향과 수직하게 상기 발열 몸체를 관통하고,
상기 세라믹은 도전성이 없는 구조용 세라믹을 포함하고, 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀의 어느 하나 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합을 포함하고, 상기 발열 몸체는 상기 발열 몸체 전체에 분포하는 상기 탄소 도전체에 의해 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 히터. - 제1 항에 있어서,
상기 세라믹은 알루미나 및 산화 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터. - 제2 항에 있어서,
상기 세라믹은 산화철 및/또는 산화칼륨을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터. - 제1 항에 있어서,
상기 발열 몸체는 상기 세라믹을 60 내지 95중량% 포함하고, 상기 탄소 도전체를 5 내지 40중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 히터. - 제1 항에 있어서,
상기 단자는 상기 발열 몸체 상에 접착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 히터. - 삭제
- 제5 항에 있어서,
상기 개구들은 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이에 동일한 간격으로 배치되고, 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 히터. - 제7 항에 있어서,
상기 발열 몸체의 상기 일측면 및 상기 타측면은 열결하는 상면 상에 배치되고, 평면상에서 볼 때, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 배치되는 제3 단자를 더 포함하고,
상기 개구들은 상기 제1 단자와 상기 제3 단자 사이 및 상기 제2 단자와 상기 제3 단자 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 히터. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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