KR102110417B1 - 전기 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전기 히터는, 기판(substrate); 기판의 일면에 배치되고 시점과 종점을 연결하는 이너 패턴부; 및 이너 패턴부의 외측에 위치하도록 기판의 일면에 배치되고 이너 패턴부와 이격되며 시점과 종점을 연결하는 아우터 패턴부를 포함할 수 있다. 이너 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 이너 트랙; 및 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함할 수 있다. 아우터 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 아우터 트랙; 및 복수개의 아우터 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함할 수 있다. 복수개의 이너 트랙 중 적어도 일부는, 아우터 트랙보다 길게 형성될 수 있다.

Description

전기 히터{Electric Heater}
본 발명은 전기 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상 발열체를 갖는 전기 히터에 관한 것이다.
히터는 가열을 목적으로 하는 장치로서, 저항선 등에 전류를 흘려 발생하는 줄열을 이용하는 전기 히터와, 가시광선 또는 적외선으로 열을 발생하는 전기 히터 등이 있다.
전기 히터는 전기로 열을 내 음식이나 용기(이하, 가열대상이라 칭함)를 가열하는 쿡탑 등의 조리기기에 설치될 수 있고, 최근에는 면상 발열체(plane heating element)를 이용한 전기 히터가 점차 증가되는 추세이다.
이러한 전기 히터의 일예는 대한민국 등록특허공보 10-1762159 B1(2017년08월04일)에 개시된 면상 발열장치가 있고, 이러한 면상 발열장치는 전기 절연성의 재질로 이루어진 표면을 포함하는 기판과, 기판의 표면에 부착되며 소정의 모양으로 배치되는 발열체와, 발열체에 전기를 공급하는 전력 공급부를 포함한다.
상기와 같은 전기 히터는 면상 발열체가 배치되는 모양(즉, 패턴)에 따라 가열대상의 온도분포가 상이할 수 있고, 면상 발열체는 가급적 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있는 모양이나 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
전기 히터의 면상 발열체는 직선 형상이거나 호 형상인 복수개의 트랙부를 포함하고, 복수개의 트랙부 중 인접한 트랙부들은 브릿지부(또는 트랙부)로 연결된 형상일 수 있다.
히터의 다른 예는 유럽공개특허공보 EP 0,228,808A2(1987년07월15일 공개)에 개시된 온도 민감장치(Temperature sensitve device)가 있고, 이러한 장치는 세라믹 코팅층에 전기통전 재료인 히터 트랙과 한 쌍의 전극이 인쇄된 형태로 구성되는데, 전극을 통하여 전류가 공급됨에 따라 히터 트랙에서 복사열을 발생시키도록 구성된다.
대한민국 등록특허공보 10-1762159 B1(2017년08월04일) 유럽공개특허공보 EP 0,228,808A2(1987년07월15일 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가열 대상을 고르게 가열하며 절연 파괴가 최소화되는 전기 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 히터는, 복수개의 이너 트랙 중 적어도 일부가 아우터 트랙보다 길게 형성될 수 있다. 즉, 상대적으로 아우터 트랙의 길이가 짧게 구성될 수 있으며, 이로써 서로 인접한 아우터 트랙 간의 전위차가 감소하고, 절연 파괴가 최소화 될 수 있다.
좀 더 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 전기 히터는, 기판(substrate); 상기 기판의 일면에 배치되고 시점과 종점을 연결하는 이너 패턴부; 및 상기 이너 패턴부의 외측에 위치하도록 상기 기판의 일면에 배치되고 상기 이너 패턴부와 이격되며 시점과 종점을 연결하는 아우터 패턴부를 포함할 수 있다. 상기 이너 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 이너 트랙; 및 상기 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함할 수 있다. 상기 아우터 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 아우터 트랙; 및 상기 복수개의 아우터 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함할 수 있다. 상기 복수개의 이너 트랙 중 적어도 일부는, 상기 아우터 트랙보다 길게 형성될 수 있다.
상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 긴 이너 트랙의 개수는, 상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 짧은 이너 트랙의 개수보다 많을 수 있다.
상기 이너 패턴부는 제1가상원의 내측에 위치하고, 상기 아우터 패턴부는, 상기 제1가상원 및 상기 제1가상원과 동심이고 상기 제1가상원보다 큰 제2가상원의 사이에 위치할 수 있다.
상기 아우터 패턴부의 폭과 상기 이너 패턴부의 폭은 서로 다를 수 있다.
상기 이너 트랙은 호 형상이고, 상기 아우터 트랙은 직선 형상일 수 있다.
상기 이너 트랙 및 아우터 트랙은 직선 형상일 수 있다.
상기 아우터 트랙은 상기 아우터 패턴부의 반경 방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 복수개의 아우터 트랙은 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 아우터 패턴부에 연결된 한 쌍의 제1전극부; 및 상기 이너 패턴부에 연결된 한 쌍의 제2전극부를 더 포함하고, 상기 제1전극부는 상기 아우터 트랙의 외측 단부 또는 내측 단부에 연결될 수 있다.
상기 복수개의 아우터 브릿지는, 서로 인접한 아우터 트랙의 외측 단부를 서로 연결하는 제1아우터 브릿지; 및 서로 인접한 아우터 트랙의 내측 단부를 서로 연결하는 제2아우터 브릿지를 포함할 수 있다.
상기 제1아우터 브릿지 및 제2아우터 브릿지는 상기 아우터 패턴부의 원주 방향에 대해 번갈아가며 배치될 수 있다.
상기 제1아우터 브릿지는 외측 방향으로 돌출되게 만곡되고, 상기 제2아우터 브릿지는 내측 방향으로 돌출되게 만곡될 수 있다.
상기 제1아우터 브릿지의 길이는 상기 제2아우터 브릿지의 길이보다 길 수 있다.
상기 복수개의 이너 트랙은, 최외측 이너 트랙; 상기 최외측 이너 트랙의 내측에 위치한 최내측 이너 트랙; 및 상기 최외측 이너 트랙과 상기 최내측 이너 트랙의 사이에 위치한 중간 이너 트랙을 포함하고, 상기 최외측 이너 트랙, 최내측 이너 트랙 및 중간 이너 트랙은 동심의 호 형상을 가질 수 있다.
상기 복수개의 이너 트랙은, 상기 이너 패턴부의 중심을 가로지르는 가상 중심선의 일측 또는 타측에 위치하는 제1이너 트랙; 및 상기 가상 중심선과 교차하는 제2이너 트랙을 포함하고, 상기 제1이너 트랙과 상기 제2이너 트랙은 서로 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 복수개의 이너 트랙은 서로 나란한 방향으로 길게 형성되고, 상기 이너 패턴부의 중심을 가로지르는 가상 중심선과 교차할 수 있다.
상기 아우터 트랙과 상기 이너 트랙은 서로 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 히터는, 기판; 상기 기판의 일면에 배치된 이너 패턴부; 및 상기 이너 패턴부보다 외측에 위치하도록 상기 기판의 일면에 배치된 아우터 패턴부를 포함할 수 있다. 상기 이너 패턴부는, 서로 이격되고 호 형상인 복수개의 이너 트랙; 및 상기 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함할 수 있다. 상기 아우터 패턴부는, 서로 이격되고 직선 형상인 복수개의 아우터 트랙; 및 상기 복수개의 아우터 트랙을 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 히터는, 기판; 상기 기판의 일면에 배치된 이너 패턴부; 및 상기 이너 패턴부보다 외측에 위치하도록 상기 기판의 일면에 배치된 아우터 패턴부를 포함할 수 있다. 상기 이너 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 이너 트랙; 및 상기 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함할 수 있다. 상기 아우터 패턴부는, 서로 이격된 복수개의 아우터 트랙; 및 상기 복수개의 아우터 트랙을 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함할 수 있다. 상기 이너 트랙 및 아우터 트랙은 직선 형상일 수 있다.
상기 복수개의 아우터 트랙은, 상기 아우터 패턴부의 반경 방향으로 길게 형성되거나, 서로 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수개의 이너 트랙 중 적어도 일부가 아우터 트랙보다 길게 형성되어, 아우터 트랙의 길이가 상대적으로 짧아질 수 있다. 이로써, 서로 인접한 아우터 트랙 간의 전위차가 작아질 수 있고, 절연 파괴의 위험성이 줄어드는 이점이 있다.
또한, 아우터 트랙이 호 형상인 경우와 비교하여, 아우터 트랙이 직선 형상이므로 각 아우터 트랙의 길이가 상대적으로 짧아질 수 있다. 이로써, 서로 인접한 아우터 트랙간의 전위차가 줄어들고 절연 파괴의 위험이 줄어드는 이점이 있다.
또한, 이너 패턴부의 메인 발열부인 이너 트랙의 길이가, 아우터 패턴부의 메인 발열부인 아우터 트랙의 길이보다 길게 형성되므로, 간단한 구조로 이너 패턴부의 가열 효과가 상대적으로 높은 전기 히터를 구현할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 긴 이너 트랙의 개수는, 상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 짧은 이너 트랙의 개수보다 많으므로, 이너 패턴부의 가열 효과가 상대적으로 더욱 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지가 도시된 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지의 제어 블록도,
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 히터가 도시된 단면도,
도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지가 도시된 사시도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 히터가 적용된 전기레인지의 제어 블록도이다.
전기 히터(1)는 쿡탑 등의 전기레인지(이하, 전기레인지라 칭함)의 일부를 구성할 수 있다.
전기레인지는 외관을 형성하는 캐비닛(2)을 포함할 수 있다. 전기 히터(1)는 캐비닛(2)의 상부에 배치될 수 있다. 캐비닛(2)은 상면이 개방될 수 있고, 전기 히터(1)는 캐비닛(2)의 상면에 배치될 수 있다.
전기레인지는 전기레인지를 조작하는 입력부(3)와, 전기레인지의 정보 등의 각종 정보를 표시하는 디스플레이(4)를 포함할 수 있다. 그리고, 전기레인지는 전기 히터(1)에 연결되어 전기 히터(1)에 전류를 인가하는 전력 공급부(5)를 더 포함할 수 있다. 전기레인지는 입력부(3)의 입력에 따라 전력 공급부(5) 및 디스플레이(4)를 제어하는 제어부(6)를 더 포함할 수 있다.
전기 히터(1)는 그 상면이 외부로 노출되게 캐비닛(2)에 설치될 수 있다. 전기레인지에 의해 가열되는 가열대상은 전기 히터(1)의 상면에 올려질 수 있고, 전기 히터(1)의 상면은 가열대상이 안착되는 가열대상 안착면일 수 있다.
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 히터가 도시된 단면도이다.
전기 히터(1)는 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 형성된 제1면상 발열체(30)를 포함할 수 있다.
기판(10)(Substrate)은 표면에 도체 패턴을 형성할 수 있는 절연기판일 수 있다. 기판(10)의 상면은 가열대상이 안착되는 가열대상 안착면(13)일 수 있다. 기판(10)의 하면은 제1면상 발열체(30) 및 후술하는 제2면상 발열체(50)가 형성되는 면상 발열체 형성면(14)일 수 있다.
기판(10)는 그 전체가 절연재질로 형성된 베이스(11)만으로 구성되는 것이 가능하고, 절연재질 또는 비 절연재질로 형성된 베이스(11)와, 베이스(11)의 일면에 형성된 절연층(12)을 포함하는 것도 가능하다.
베이스(11)는 글래스일 수 있고, 절연층(12)은 이러한 글래스의 하면에 코팅이나 인쇄 등의 공법으로 형성될 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 절연재질의 베이스(11) 일면에 직접 형성되는 것이 가능하고, 절연층(12)에 형성되는 것도 가능하다.
베이스(11)는 가열대상이 올려지는 판체 형상으로 형성되는 것이 가능하고, 그 내부에 가열대상이 수용될 수 있는 용기 형상으로 형성되는 것이 가능하다.
절연층(12)은 베이스(11)의 하면에 형성될 수 있다. 절연층(12)은 베이스(11)의 하면 전체에 형성되는 것이 가능하고, 베이스(11)의 하면 중 일부 영역에만 형성될 수 있다. 절연층(12)는 제1면상 발열체(30) 및 후술하는 제2면상 발열체(50)가 형성될 영역에만 형성되는 것이 가능하다. 절연층(12)은 기판(10)의 하면 전체를 구성하거나 기판(10)의 하면 일부를 구성할 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 절연층(12)의 하면(14)에 형성될 있다. 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)는 기판(10) 보다 크기가 작을 수 있고, 기판(10)의 하면은 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)가 형성되는 가열영역(H)과, 가열영역(H) 주변의 비가열영역(UH)을 포함할 수 있다.
히터(1)는 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)를 감싸는 코팅층(18)을 더 포함할 수 있다. 코팅층(18)는 전기 절연성 재질로 형성될 수 있고, 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)를 보호할 수 있다.
본 실시예의 기판(10)은 플랙서블 재질로 구성되는 것이 가능하고, 예를 들면, 플렉서블 절연필름으로 구성되는 것도 가능하다. 이 경우, 전기 히터(1)는 플랙서블 면상 히터일 수 있다. 이러한 플랙서블 면상 히터는 전기레인지의 상판과 같이, 가열대상이 올려지는 부재에 부착되어 가열대상을 가열하는 것도 가능함은 물론이다.
도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
본 명세서에 기재된 내측 방향은 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)의 중심을 향하는 방향으로 정의될 수 있고, 외측 방향은 내측 방향의 반대 방향으로 정의될 수 있다. 제1면상 발열체(30) 및 제2면상 발열체(50)의 중심은 후술할 제1가상원(CI) 및 제2가상원(CO)의 중심을 의미할 수 있다.
제1면상 발열체(30)는 제2면상 발열체(50)의 외측에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 이하에서는 제1면상 발열체(30)를 이너 면상 발열체로 명명하고, 제2면상 발열체(50)를 아우터 면상 발열체로 명명한다.
아우터 면상 발열체(30)는 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있는 아우터 패턴부(31)(32)(33)와, 아우터 패턴부(31)(32)(33)에 연결된 제1전극부(39)를 포함할 수 있다.
아우터 패턴부(31)(32)(33)는 시점과 종점을 연결할 수 있다. 본 실시예에 따른 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 시점 및 종점은 아우터 패턴부(31)(32)(33) 중 한 쌍의 제1전극부(39)에 연결된 부분을 의미할 수 있다.
아우터 패턴부(31)(32)(33)는 제1가상원(CI)과 제2가상원(CO)의 사이에 위치할 수 있다. 제1가상원(CI)과 제2가상원(CO)은 동심일 수 있다. 제2가상원(CO)의 반경은 제1가상원(CI)의 반경보다 클 수 있다. 후술할 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 제1가상원(CI)의 내측에 위치할 수 있다.
제1가상원(CI)과 제2가상원(CO)의 사이의 영역을 아우터 영역으로 명명할 수 있고, 제1가상원(CI)의 내측 영역을 이너 영역으로 명명할 수 있다. 이 경우, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 상기 이너 영역에 위치할 수 있고, 아우터 패턴부(31)(32)(33)는 상기 아우터 영역에 위치할 수 있다.
아우터 패턴부(31)(32)(33)는 복수개의 아우터 트랙(31)과, 상기 복수개의 아우터 트랙(31)을 직렬로 연결하는 복수개의 아우터 브릿지(32)(33)를 포함할 수 있다.
각 아우터 트랙(31)은 직선 형상일 수 있다. 상기 직선 형상은 바(bar) 형상을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 각 아우터 트랙(31)은 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 반경 방향으로 길게 형성될 수 있다. 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 반경 방향은 제2가상원(CO)의 반경 방향을 의미할 수 있다.
복수개의 아우터 트랙(31)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 또한, 복수개의 아우터 트랙(31)의 폭(W1)은 서로 동일할 수 있다.
복수개의 아우터 트랙(31)은 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 아우터 트랙(31)은 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 원주 방향으로 일정간격 이격되게 배치될 수 있다. 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 원주 방향은 제2가상원(CO)의 원주 방향을 의미할 수 있다. 서로 인접한 아우터 트랙(31) 간의 갭(g)은 외측 방향으로 갈수록 커질 수 있다.
이로써, 아우터 트랙(31)이 후술할 이너 트랙(51)(52)(53)과 마찬가지로 원주 방향으로 길게 형성된 호 형상일 경우와 비교하여, 각 아우터 트랙(31)의 길이가 상대적으로 줄어들고, 서로 인접한 아우터 트랙(31) 사이의 전위차가 줄어들 수 있다. 따라서, 절연 파괴의 위험성이 최소화될 수 있다. 반면 아우터 트랙(31)이 후술할 이너 트랙(51)(52)(53)과 같이 원주 방향으로 길게 형성된 호 형상일 경우와 비교하여, 본 실시예의 각 이너 트랙(51)(52)(53)의 길이는 상대적으로 짧을 수 있다. 따라서, 서로 인접한 이너 트랙(51)(52)(53) 간의 전위차가 과도하게 크지 않고, 아우터 트랙(31)과 달리 호 형상을 유지하여도 무방하다.
한편, 복수개의 아우터 브릿지(32)(33)는, 복수개의 아우터 트랙(31)을 전류의 흐름 방향에 대해 직렬 연결할 수 있다.
복수개의 아우터 브릿지(32)(33)는 서로 이격될 수 있다.
아우터 브릿지(32)(33)는 후술할 이너 브릿지(61)보다 클 수 있다.
아우터 브릿지(32)(33)의 폭은 아우터 트랙(31)의 폭(W1)과 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 아우터 브릿지(32)(33)의 폭은 아우터 트랙(31)의 폭(W1)보다 좁게 형성되는 것이 가능하다.
또한, 각 아우터 브릿지(32)(33)의 내둘레와 외둘레 간의 경로차에 의해 발생하는 국부 발열을 최소화하기 위해, 아우터 브릿지(32)(33)의 상하 방향 두께는 아우터 트랙(31)의 상하 방향 두께보다 두꺼울 수 있다. 이로써 아우터 브릿지(32)(33)의 단면적이 아우터 트랙(31)의 단면적보다 커질 수 있고, 경로차에 따른 저항의 차이가 줄어들어 국부 발열이 감소할 수 있다. 이를 위해, 아우터 브릿지(32)(33)는 아우터 트랙(31)와 동일한 두께로 인쇄된 다음 오버 코팅(over-coating) 되거나, 적어도 두 번 이상 인쇄하는 공정으로 제작될 수 있다. 다만, 공정 방식은 이에 한정되지 아니한다.
각 아우터 브릿지(32)(33)의 발열량은 각 아우터 트랙(31)의 발열량보다 작을 수 있다. 각 아우터 브릿지(32)(33)의 온도는 각 아우터 트랙(31)의 온도보다 낮을 수 있다. 즉, 아우터 트랙(31)은 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 메인 발열부일 수 있고, 아우터 브릿지(32)(33)는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 서브 발열부일 수 있다.
복수개의 아우터 브릿지(32)(33)는 제1아우터 브릿지(32)와 제2아우터 브릿지(33)를 포함할 수 있다.
각 제1아우터 브릿지(32)는 서로 인접한 아우터 트랙(31)의 외측 단부를 서로 연결할 수 있다. 제2아우터 브릿지(33)는 서로 인접한 아우터 트랙(31)의 내측 단부를 서로 연결할 수 있다. 각 아우터 트랙(31)의 외측 단부는 제1가상원(CI) 및 제2가상원(CO) 중 제2가상원(CO)에 가까울 수 있다. 각 아우터 트랙(31)의 내측 단부는 제1가상원(CI) 및 제2가상원(CO) 중 제1가상원(CI)에 가까울 수 있다.
제1아우터 브릿지(32) 및 제2아우터 브릿지(32)는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 원주 방향에 대해 번갈아가며 배치될 수 있다. 즉, 아우터 패턴부(31)(32)(33)는 지그재그로 형성될 수 있다. 이로써, 한정된 아우터 영역에서 아우터 패턴부(31)(32)(33)가 차지하는 면적이 보다 넓어질 수 있고 아우터 면상 발열체(30)의 효율이 향상될 수 있다.
제1아우터 브릿지(32)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제1아우터 브릿지(32)는 호 형상일 수 있다. 제1아우터 브릿지(32)는 외측 방향으로 돌출되게 만곡될 수 있다. 즉, 제1아우터 브릿지(32)는 제2가상원(CO)을 향하도록 만곡될 수 있다.
제2아우터 브릿지(33)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제2아우터 브릿지(33)는 호 형상일 수 있다. 제2아우터 브릿지(33)는 내측 방향으로 돌출되게 만곡될 수 있다. 즉, 제2아우터 브릿지(33)는 제1가상원(CI)을 향하도록 만곡될 수 있다.
제1아우터 브릿지(32)의 길이는 제2아우터 브릿지(33)의 길이보다 길 수 있다.
제2아우터 브릿지(33)는 후술할 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)와 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 제2아우터 브릿지(33)는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 반경 방향으로 최외측 이너 트랙(51)과 이격될 수 있다.
서로 인접한 제2아우터 브릿지(33) 간의 거리(d1)는, 서로 인접한 제1아우터 브릿지(32) 간의 거리(d2)보다 짧을 수 있다. 좀 더 상세히, 서로 인접한 제2아우터 브릿지(33)의 최내측 지점간 거리(d1)는, 서로 인접한 제1아우터 브릿지(32)의 최외측 지점간 거리(d2)보다 짧을 수 있다.
한편, 아우터 면상 발열체(30)는 아우터 패턴부(31)(32)(33)에 연결되는 한 쌍의 제1전극부(39)를 더 포함할 수 있다. 제1전극부(39)는 아우터 패턴부(31)(32)(33)에 직접 연결되거나, 커넥터에 의해 아우터 패턴부(31)(32)(33)에 연결될 수 있다.
한 쌍의 제1전극부(39)는 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B)를 포함할 수 있다. 상기 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B) 중 어느 하나는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 시점에 연결될 수 있고, 다른 하나는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 종점에 연결될 수 있다.
아우터 패턴부(31)(32)(33)의 시점은 일 아우터 트랙(31)의 내측 단부에 위치할 수 있고, 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 종점은 타 아우터 트랙(31)의 내측 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제1전극부(39)는 상기 일 아우터 트랙(31)과 상기 타 아우터 트랙(31)의 내측 단부에 각각 연결될 수 있다.
이 경우, 각 제1전극부(39)의 적어도 일부는 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 원주 방향에 대해 상기 일 아우터 트랙(31)과 상기 타 아우터 트랙(31)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 각 제1전극부(39)는 상기 일 아우터 트랙(31) 및 타 아우터 트랙(31)에 각각 연결된 제1아우터 브릿지(32)와 이격될 수 있다.
제1전극부(39)의 폭(W3)은 아우터 트랙(31)의 폭(W4)보다 넓을 수 있다.
한편, 아우터 면상 발열체(30)는 아우터 면상 발열체(30)를 가로지르는 가상 중심선(D)을 기준으로 대칭된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 가상 중심선(D)은 아우터 면상 발열체(30)의 중심(C)을 통과하는 가상의 직선일 수 있다.
아우터 면상 발열체(30)는 가상 중심선(D)을 기준으로 대칭 구조를 가질 수 있다. 좀 더 상세히, 아우터 패턴부(31)(32)(33)는 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치하는 제1아우터 패턴부(H1) 및 제2아우터 패턴부(H2)를 포함할 수 있다. 제1아우터 패턴부(H1)와 제2아우터 패턴부(H2)는 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 한 쌍의 제1전극(39)은 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
한편, 이너 면상 발열체(50)는 아우터 면상 발열체(30)의 내측에 위치할 수 있다. 이너 면상 발열체(50)는 아우터 면상 발열체(30)와 독립적으로 발열될 수 있다. 이너 면상 발열체(50)는 아우터 면상 발열체(30)와 이격될 수 있다.
전기 히터(1)는 아우터 면상 발열체(30)와 이너 면상 발열체(50)는 어느 하나에만 전류가 인가되는 단독 히팅 모드로 제어되거나, 아우터 면상 발열체(30)와 이너 면상 발열체(50) 모두에 전류가 인가되는 듀얼 히팅 모드로 제어될 수 있다.
예를 들어, 가열대상 중 기판(1)에 안착되는 부분의 면적이 작을 경우, 전기 히터(1)는 이너 면상 발열체(50)에만 전류가 인가되고, 아우터 면상 발열체(30)에 전류가 인가되지 않을 수 있다. 반대로 가열대상 중 기판(1)에 안착되는 부분의 면적이 클 경우, 전기 히터(1)는 아우터 면상 발열체(30)와 이너 면상 발열체(50) 각각에 전류가 인가될 수 있다.
이너 면상 발열체(50)는 가열대상을 최대한 고르게 가열할 수 있는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)와, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)에 연결된 제2전극부(69)를 포함할 수 있다.
이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 시점과 종점을 연결할 수 있다. 본 실시예에 따른 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 시점 및 종점은 이너 패턴부(51)(52)(53)(61) 중 한 쌍의 제2전극부(69)에 연결된 부분을 의미할 수 있다.
이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 제1가상원(CI)의 내측에 위치할 수 있다. 즉, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 제1가상원(CI)의 내측 영역을 의미하는 이너 영역에 위치할 수 있다.
이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 내측으로 갈수록 점차 작아지는 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)과, 상기 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지(61)를 포함할 수 있다.
이너 트랙(51)(52)(53)은 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 이너 트랙(51)(52)(53)은 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 원주 방향으로 길게 형성된 호 형상일 수 있고, 서로 동일한 중심(C)을 갖도록 형성될 수 있다. 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 원주 방향은 제1가상원(CI)의 원주 방향을 의미할 수 있다. 각 이너 트랙(51)(52)(53)의 중심은 제1가상원(CI)의 중심(C)과 일치할 수 있다.
각 이너 트랙(51)(52)(53)은 중심각이 180°초과인 우호 형상, 반원 형상으로 형성, 중심각이 180°미만인 열호 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 각 이너 트랙(51)(52)(53) 상기 우호 형상, 반원 형상, 열호 형상 중 둘 이상이 조합된 형상을 가지는 것도 가능하다.
복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)의 각 길이는 내측으로 갈수록 짧아질 수 있다. 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)은 서로 동일할 수 있다.
이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)은 아우터 트랙(31)의 폭(W1)과 서로 다를 수 있다. 본 실시예의 경우, 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)은 아우터 트랙(31)의 폭(W1)보다 좁을 수 있다.
복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)은 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)은 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 반경 방향으로 일정간격 이격되게 배치될 수 있다. 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 반경 방향은 제1가상원(CI)의 반경 방향을 의미할 수 있다. 서로 인접한 이너 트랙(51)(52)(53) 간의 갭은 동일할 수 있다.
복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)은 최외측 이너 트랙(51)과, 중간 이너 트랙(52)과, 최내측 이너 트랙(53)을 포함할 수 있다.
중간 이너 트랙(52)은 반경 방향으로 최외측 이너 트랙(51)과 최내측 이너 트랙(53)의 사이에 위치할 수 있다.
최외측 이너 트랙(51)은 한 쌍일 수 있다. 중간 이너 트랙(53)은 적어도 한 쌍일 수 있다. 최내측 이너 트랙(52)은 하나일 수 있다.
최외측 이너 트랙(51)의 길이는 중간 이너 트랙(52)의 길이보다 길 수 있다. 중간 이너 트랙(52)의 길이는 최내측 이너 트랙(53)의 길이보다 길 수 있다. 복수개의 중간 이너 트랙(52)의 길이는 최외측 이너 트랙(51)에 인접할수록 상대적으로 길 수 있고, 최내측 이너 트랙(53)에 인접할수록 상대적으로 짧을 수 있다.
최외측 이너 트랙(51)은 반경 방향에 대해 제2아우터 브릿지(33)와 이격될 수 있다.
한편, 복수개의 이너 브릿지(61)는, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53)을 전류의 흐름 방향에 대해 직렬 연결할 수 있다.
복수개의 이너 브릿지(61)는 서로 이격될 수 있다.
이너 브릿지(61)는 아우터 브릿지(32)(33)보다 작을 수 있다.
이너 브릿지(61)의 폭은 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)과 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 이너 브릿지(61)의 폭은 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)보다 좁게 형성되는 것이 가능하다.
또한, 각 이너 브릿지(61)의 내둘레와 외둘레 간의 경로차에 의해 발생하는 국부 발열을 최소화하기 위해, 이너 브릿지(61)의 상하 방향 두께는 이너 트랙(51)(52)(53)의 상하 방향 두께보다 두꺼울 수 있다. 이로써 이너 브릿지(61)의 단면적이 이너 트랙(51)(52)(53)의 단면적보다 커질 수 있고, 경로차에 따른 저항의 차이가 줄어들어 국부 발열이 감소할 수 있다. 이를 위해, 이너 브릿지(61)는 이너 트랙(51)(52)(53)와 동일한 두께로 인쇄된 다음 오버 코팅(over-coating) 되거나, 적어도 두 번 이상 인쇄하는 공정으로 제작될 수 있다. 다만, 공정 방식은 이에 한정되지 아니한다.
각 이너 브릿지(61)의 발열량은 각 이너 트랙(51)(52)(53)의 발열량보다 작을 수 있다. 각 이너 브릿지(61)의 온도는 각 이너 트랙(51)(52)(53)의 온도보다 낮을 수 있다. 즉, 이너 트랙(51)(52)(53)은 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 메인 발열부일 수 있고, 이너 브릿지(61)는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 서브 발열부일 수 있다.
한편, 이너 면상 발열체(50)는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)에 연결되는 한 쌍의 제2전극부(69)를 더 포함할 수 있다. 제2전극부(69)는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)에 직접 연결되거나, 커넥터에 의해 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)에 연결될 수 있다.
한 쌍의 제2전극부(69)는 양 전극부(69A)와 음 전극부(69B)를 포함할 수 있다. 상기 양 전극부(69A)와 음 전극부(69B) 중 어느 하나는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 시점에 연결될 수 있고, 다른 하나는 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 종점에 연결될 수 있다.
본 실시예의 경우, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 시점은 일 최외측 이너 트랙(51)의 단부에 위치할 수 있고, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 종점은 타 최외측 이너 트랙(51)의 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제2전극부(69)는 상기 일 최외측 이너 트랙(51)과 상기 타 최외측 이너 트랙(51)의 단부에 각각 연결될 수 있다.
이 경우, 각 제2전극부(69)의 적어도 일부는 한 쌍의 제1전극부(39)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 각 제2전극부(69)는 이너 브릿지(61)와 이격될 수 있다.
제2전극부(69)의 폭(W4)은 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)보다 넓을 수 있다.
한편, 이너 면상 발열체(50)는 이너 면상 발열체(50)를 가로지르는 가상 중심선(D)을 기준으로 대칭 형상을 가질 수 있다. 여기서, 가상 중심선(D)은 이너 면상 발열체(50)의 중심(C)을 통과하는 가상의 직선일 수 있다.
이너 면상 발열체(50)는 가상 중심선(D)을 기준으로 대칭 구조를 가질 수 있다. 좀 더 상세히, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)는 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치하는 제1이너 패턴부(H3) 및 제2이너 패턴부(H4)를 포함할 수 있다. 제1이너 패턴부(H3)와 제2이너 패턴부(H4)는 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형상을 가질 수 있다.
한 쌍의 최외측 이너 트랙(51)은 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다. 서로 동일한 곡률을 갖는 한 쌍의 중간 이너 트랙(52)은 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다. 최내측 이너 트랙(53)은 가상 중심선(D)과 교차할 수 있다. 이너 브릿지(61)는 가상 중심선(D)을 향해 돌출되도록 만곡될 수 있다.
또한, 한 쌍의 제2전극(69)은 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
한편, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 적어도 일부는 아우터 트랙(31)보다 길 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 적어도 일부는 복수개의 아우터 트랙(31) 중 가장 긴 아우터 트랙(31)보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 아우터 트랙(31)보다 긴 이너 트랙(51)(52)(53)의 개수는, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 아우터 트랙(31)보다 짧은 이너 트랙(51)(52)(53)의 개수보다 많을 수 있다. 이 경우, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 아우터 트랙(31)보다 짧은 이너 트랙(51)(52)(53)의 개수는 0개일 수도 있음은 자명하다.
앞서 설명한 바와 같이, 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 메인 발열부는 이너 트랙(51)(52)(53)일 수 있고 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 메인 발열부는 아우터 트랙(31)일 수 있다. 즉, 복수개의 이너 트랙(51)(52)(53) 중 적어도 일부가 복수개의 아우터 트랙(31)보다 길게 형성됨으로써, 간단한 구조로 이너 패턴부(51)(52)(53)(61)의 가열 효과가 상대적으로 뛰어난 전기 히터(1)를 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
이하, 앞서 설명한 제1실시예와 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시예의 경우, 아우터 트랙(31)의 폭(W1)은 이너 트랙(51)(52)(53)의 폭(W2)보다 좁을 수 있다.
아우터 패턴부(31)(32)(33)의 시점은 일 아우터 트랙(31)의 외측 단부에 위치하고, 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 종점은 타 아우터 트랙(31)의 외측 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제1전극부(39)는 상기 일 아우터 트랙(31)과 상기 타 아우터 트랙(31)의 외측 단부에 각각 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
이하, 앞서 설명한 제1실시예와 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 이너 면상 발열체(50)는 이너 패턴부(54)(55)(62)(63)를 포함할 수 있다.
이너 패턴부(54)(55)(62)(63)는 서로 나란하게 형성된 복수개의 이너 트랙(54)(55)과, 복수개의 이너 트랙(54)(55)을 직렬로 연결하는 이너 브릿지(62)(63)를 포함할 수 있다.
이너 트랙(54)(55)은 직선 형상일 수 있다. 상기 직선 형상은 바(bar) 형상을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 이너 트랙(54)(55)은 일 방향으로 길게 형성될 수 있다. 상기 일 방향은 이너 면상발열체(50)를 가로지르는 가상 중심선(D)과 수직한 방향일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 이너 트랙(54)(55)의 길이 방향을 제1방향(도 6에서 좌우방향), 상기 제1방향과 수직한 방향을 제2방향(도 6에서 상하방향)으로 명명하여 설명한다.
복수개의 이너 트랙(54)(55)은 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(54)(55)은 상기 제2방향으로 일정간격 이격되게 배치될 수 있다.
복수개의 이너 트랙(54)(55)은 가상 중심선(D)의 일측 또는 타측에 위치한 제1이너 트랙(54)과, 중심선과 교차하는 제2이너 트랙(55)을 포함할 수 있다.
제1이너 트랙(54)은 적어도 한 쌍일 수 있다. 제2이너 트랙(55)은 하나일 수 있다.
복수개의 제1이너 트랙(54) 중 적어도 일부는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 복수개의 제1이너 트랙(54)의 각 길이는, 상기 제2방향에 대해 이너 면상 발열체(50)의 중심(C)에 가까울수록 길 수 있다.
제2이너 트랙(55)은, 복수개의 제1이너 트랙(54) 중 가장 긴 제1이너 트랙(54)보다는 짧고, 복수개의 제1이너 트랙(54) 중 가장 짧은 제1이너 트랙(54)보다는 길 수 있다.
상기 제1방향으로 일직선상에 위치하는 한 쌍의 제1이너 트랙(54)은, 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다. 제2이너 트랙(55)은 가상 중심선(D)과 교차할 수 있다.
한편, 복수개의 이너 브릿지(62)(63)는, 복수개의 이너 트랙(54)(55)을 전류의 흐름 방향에 대해 직렬 연결할 수 있다.
복수개의 이너 브릿지(62)(63)는 서로 이격될 수 있다.
이너 브릿지(62)(63)는 아우터 브릿지(32)(33)보다 작을 수 있다.
이너 브릿지(62)(63)의 폭은 이너 트랙(54)(55)의 폭(W2)과 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 이너 브릿지(62)(63)의 폭은 이너 트랙(54)(55)의 폭(W2)보다 좁게 형성되는 것이 가능하다.
복수개의 이너 브릿지(62)(63)는 제1이너 브릿지(62)와 제2이너 브릿지(63)를 포함할 수 있다.
각 제1이너 브릿지(62)는 서로 인접한 이너 트랙(54)(55)의 외측 단부를 서로 연결할 수 있다. 제2이너 브릿지(63)는 서로 인접한 이너 트랙(54)(55)의 내측 단부를 서로 연결할 수 있다.
각 이너 트랙(54)(55)의 외측 단부는 제1가상원(CI) 및 가상 중심선(D) 중 제1가상원(CI)에 가까울 수 있다. 각 이너 트랙(54)(55)의 내측 단부는 제1가상원(CI) 및 가상 중심선(D) 중 가상 중심선(D)에 가까울 수 있다.
제1이너 브릿지(62) 및 제2이너 브릿지(63)는 상기 제2방향에 대해 번갈아가며 배치될 수 있다.
제1이너 브릿지(62)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제1이너 브릿지(62)는 호 형상일 수 있다. 제1이너 브릿지(62)는 상기 제1방향에 대해 제1가상원(CI)을 향해 돌출되게 만곡될 수 있다.
제2이너 브릿지(63)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제2이너 브릿지(63)는 호 형상일 수 있다. 제2이너 브릿지(63)는 상기 제1방향에 대해 가상 중심선(D)을 향해 돌출되게 만곡될 수 있다.
제1이너 브릿지(62)는 제2아우터 브릿지(33)와 이격될 수 있다.
이너 패턴부(54)(55)(62)(63)의 시점은 일 제1이너 트랙(54)의 단부에 위치할 수 있고, 이너 패턴부(54)(55)(62)(63)의 종점은 타 제1이너 트랙(54)의 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제2전극부(69)는 상기 일 제1이너 트랙(54)과 상기 타 제1이너 트랙(54)의 단부에 각각 연결될 수 있다.
한편, 복수개의 이너 트랙(54)(55) 중 적어도 일부는 아우터 트랙(31)보다 길 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(54)(55) 중 적어도 일부는 복수개의 아우터 트랙(31) 중 가장 긴 아우터 트랙(31)보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 이너 트랙(54)(55) 중 아우터 트랙(31)보다 긴 이너 트랙(54)(55)의 개수는, 복수개의 이너 트랙(54)(55) 중 아우터 트랙(31)보다 짧은 이너 트랙(54)(55)의 개수보다 많을 수 있다. 일례로, 도 6에 도시된 바와 같이 아우터 트랙(31)보다 긴 이너 트랙(54)(55)의 개수는 21개일 수 있고, 아우터 트랙(31)보다 짧은 이너 트랙(54)(55)의 개수는 6개일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 전기 히터가 도시된 저면도이다.
이하, 앞서 설명한 제1실시예와 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 전기 히터는, 제1아우터 면상 발열체(30A), 제2아우터 면상 발열체(30B) 및 이너 면상 발열체(50)를 포함할 수 있다.
제1아우터 면상 발열체(30A) 및 제2아우터 면상 발열체(30B)는 이너 면상 발열체(50)의 외측에 위치할 수 있다.
제1아우터 면상 발열체(30A)는 제1제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)와, 제1제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)에 연결된 제1전극부(39A)(39B)를 포함할 수 있다. 제2아우터 면상 발열체(30B)는 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B)와, 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B)에 연결된 제2전극부(39C)(39D)를 포함할 수 있다.
이하, 제1아우터 면상 발열체(30A)를 기준으로 설명한다.
제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)는 시점과 종점을 연결할 수 있다. 본 실시예에 따른 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)의 시점 및 종점은 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A) 중 한 쌍의 제1전극부(39A)(39B)에 연결된 부분을 의미할 수 있다.
제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)는 제1가상원(CI)과 제2가상원(CO)의 사이에 위치할 수 있다.
제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)는 복수개의 아우터 트랙(31A)과, 상기 복수개의 아우터 트랙(31A)을 직렬로 연결하는 복수개의 아우터 브릿지(32A)(33A)를 포함할 수 있다.
각 아우터 트랙(31A)은 직선 형상일 수 있다. 상기 직선 형상은 바(bar) 형상을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 각 아우터 트랙(31A)은 일 방향으로 길게 형성될 수 있다. 상기 일 방향은 이너 면상발열체(50)를 가로지르는 가상 중심선(D)과 수직한 방향일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 아우터 트랙(31A)의 길이 방향을 제1방향(도 7에서 좌우방향), 상기 제1방향과 수직한 방향을 제2방향(도 7에서 상하방향)으로 명명하여 설명한다.
복수개의 아우터 트랙(31A) 중 적어도 일부는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 또한, 복수개의 아우터 트랙(31)의 폭(W1)은 서로 동일할 수 있다.
복수개의 아우터 트랙(31A)은 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 아우터 트랙(31A)은 상기 제2방향으로 일정간격 이격되게 배치될 수 있다.
복수개의 아우터 브릿지(32A)(33A)는, 복수개의 아우터 트랙(31A)을 전류의 흐름 방향에 대해 직렬 연결할 수 있다.
복수개의 아우터 브릿지(32A)(33A)는 서로 이격될 수 있다.
아우터 브릿지(32A)(33A)의 폭은 아우터 트랙(31A)의 폭(W1)과 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 아우터 브릿지(32A)(33A)의 폭은 아우터 트랙(31A)의 폭(W1)보다 좁게 형성되는 것이 가능하다.
복수개의 아우터 브릿지(32A)(33A)는 제1아우터 브릿지(32A)와 제2아우터 브릿지(33A)를 포함할 수 있다.
각 제1아우터 브릿지(32A)는 서로 인접한 아우터 트랙(31A)의 외측 단부를 서로 연결할 수 있다. 제2아우터 브릿지(33A)는 서로 인접한 아우터 트랙(31A)의 내측 단부를 서로 연결할 수 있다. 각 아우터 트랙(31A)의 외측 단부는 제1가상원(CI) 및 제2가상원(CO) 중 제2가상원(CO)에 가까울 수 있다. 각 아우터 트랙(31A)의 내측 단부는 제1가상원(CI) 및 제2가상원(CO) 중 제1가상원(CI)에 가까울 수 있다.
제1아우터 브릿지(32A)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제1아우터 브릿지(32A)는 호 형상일 수 있다. 제1아우터 브릿지(32A)는 상기 제1방향에 대해 제2가상원(CO)을 향하도록 만곡될 수 있다.
제2아우터 브릿지(33A)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제2아우터 브릿지(33A)는 호 형상일 수 있다. 제2아우터 브릿지(33A)는 상기 제1방향에 대해 제1가상원(CI)을 향하도록 만곡될 수 있다.
제2아우터 브릿지(33A)는 이너 패턴부(56)(64)(65)와 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 제2아우터 브릿지(33A)는 제1이너 브릿지(64)와 이격될 수 있다.
서로 인접한 제2아우터 브릿지(33A) 간의 거리는, 서로 인접한 제1아우터 브릿지(32A) 간의 거리와 동일할 수 있다.
한편, 한 쌍의 제1전극부(39)는 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B)를 포함할 수 있다. 상기 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B) 중 어느 하나는 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)의 시점에 연결될 수 있고, 다른 하나는 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)의 종점에 연결될 수 있다.
제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)의 시점은 일 아우터 트랙(31A)의 단부에 위치할 수 있고, 아우터 패턴부(31)(32)(33)의 종점은 상기 일 아우터 트랙과 가장 멀리 떨어진 타 아우터 트랙(31)의 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제1전극부(39A)(39B)는 상기 일 아우터 트랙(31)과 상기 타 아우터 트랙(31)의 단부에 각각 연결될 수 있다.
이 경우, 양 전극부(39A)와 음 전극부(39B)는 상기 제2방향에 대해 이너 패턴부(56)(64)(65) 또는 제1가상원(CI)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
한편, 제2아우터 면상 발열체(30B)는 이너 면상 발열체(50)를 가로지르는 가상 중심선(D)를 기준으로 제1아우터 면상 발열체(30A)와 대칭될 수 있다. 여기서, 가상 중심선(D)은 이너 면상 발열체(50)의 중심(C)을 통과하는 가상의 직선일 수 있다.
좀 더 상세히, 제1아우터 면상 발열체(30A)와 제2아우터 면상 발열체(30B)는 가상 중심선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1아우터 면상 발열체(30A)와 제2아우터 면상 발열체(30B)는 서로 반대편에 위치할 수 있다.
따라서, 당업자는 앞서 설명한 제1아우터 면상 발열체(30A)의 구성으로부터 제2아우터 면상 발열체(30B)의 구성을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
다만, 제2아우터 면상 발열체(30B)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 제2아우터 면상 발열체(30B)의 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B)는, 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)와 대칭되는 구성을 가지는 대신, 제1실시예에서 설명한 제2아우터 패턴부(H2)(도 4 참조)와 대응되는 구성을 가지는 것도 가능하다.
한편, 본 실시예에 따른 이너 면상 발열체(50)는 제1아우터 면상 발열체(30A) 및 제2아우터 면상 발열체(30B)의 내측에 위치할 수 있다. 이너 면상 발열체(50)는 제1아우터 면상 발열체(30A) 및 제2아우터 면상 발열체(30B)와 독립적으로 발열될 수 있다. 이너 면상 발열체(50)는 제1아우터 면상 발열체(30A) 및 제2아우터 면상 발열체(30B)와 이격될 수 있다.
전기 히터(1)는 제1아우터 면상 발열체(30A), 제2아우터 면상 발열체(30B) 및 이너 면상 발열체(50) 중 어느 하나에만 전류가 인가되는 단독 히팅 모드로 제어될 수 있다. 전기 히터(1)는 제1아우터 면상 발열체(30A), 제2아우터 면상 발열체(30B) 및 이너 면상 발열체(50) 중 어느 둘에만 전류가 인가되는 듀얼 히팅 모드로 제어될 수 있다. 전기 히터(1)는 제1아우터 면상 발열체(30A), 제2아우터 면상 발열체(30B) 및 이너 면상 발열체(50) 모두에 전류가 인가되는 트리플 히팅 모드로 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 이너 면상 발열체(50)는 이너 패턴부(56)(64)(65)와, 이너 패턴부(56)(64)(65)에 연결된 제3전극부(69)를 포함할 수 있다.
이너 패턴부(56)(64)(65)는 시점과 종점을 연결할 수 있다. 본 실시예에 따른 이너 패턴부(56)(64)(65)의 시점 및 종점은 이너 패턴부(56)(64)(65) 중 한 쌍의 제3전극부(69)에 연결된 부분을 의미할 수 있다.
이너 패턴부(56)(64)(65)는 제1가상원(CI)의 내측에 위치할 수 있다.
이너 패턴부(56)(64)(65)는 서로 나란하게 형성된 복수개의 이너 트랙(56)과, 상기 복수개의 이너 트랙(56)을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지(64)(65)를 포함할 수 있다.
이너 트랙(56)은 직선 형상일 수 있다. 상기 직선 형상은 바(bar) 형상을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 이너 트랙(56)은 일 방향으로 길게 형성될 수 있다. 이하에서는 상기 일 방향이 상기 제1방향과 나란한 경우를 예로 들어 설명한다. 즉, 이너 트랙(56)과 아우터 트랙(31A)은 서로 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
복수개의 이너 트랙(56)은 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(56)은 상기 이너 트랙(56)의 길이 방향과 수직한 방향으로 이격될 수 있다.
복수개의 이너 트랙(56) 중 적어도 일부는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 복수개의 이너 트랙(56)의 각 길이는, 상기 제2방향에 대해 이너 면상 발열체(50)의 중심(C)에 가까울수록 길 수 있다.
한편, 복수개의 이너 브릿지(64)(65)는, 복수개의 이너 트랙(56)을 전류의 흐름 방향에 대해 직렬 연결할 수 있다.
복수개의 이너 브릿지(64)(65)는 서로 이격될 수 있다.
이너 브릿지(64)(65)는 아우터 브릿지(32A)(33A)보다 작을 수 있다.
복수개의 이너 브릿지(64)(65)는 제1이너 브릿지(64)와 제2이너 브릿지(65)를 포함할 수 있다.
각 제1이너 브릿지(64)는 서로 인접한 이너 트랙(56)의 일측 단부를 서로 연결할 수 있다. 제2이너 브릿지(65)는 서로 인접한 이너 트랙(56)의 타측 단부를 서로 연결할 수 있다.
각 이너 트랙(54)(55)의 일측 단부는 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)와 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B) 중 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)에 더 가까울 수 있다. 각 이너 트랙(54)(55)의 타측 단부는 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)와 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B) 중 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B)에 더 가까울 수 있다.
제1이너 브릿지(64) 및 제2이너 브릿지(65)는 상기 제2방향에 대해 번갈아가며 배치될 수 있다.
제1이너 브릿지(64)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제1이너 브릿지(64)는 호 형상일 수 있다. 제1이너 브릿지(64)는 상기 제1방향에 대해 제1아우터 패턴부(31A)(32A)(33A)을 향해 돌출되게 만곡될 수 있다.
제2이너 브릿지(65)는 곡선 형상일 수 있다. 좀 더 상세히, 제2이너 브릿지(65)는 호 형상일 수 있다. 제2이너 브릿지(65)는 상기 제1방향에 대해 제2아우터 패턴부(31B)(32B)(33B)를 향해 돌출되게 만곡될 수 있다.
제1이너 브릿지(64)는 제2아우터 브릿지(65)와 이격될 수 있다.
한편, 이너 패턴부(56)(64)(65)의 시점은 일 이너 트랙(56)의 단부에 위치할 수 있고, 이너 패턴부(56)(64)(65)의 종점은 상기 일 이너 트랙(56)과 가장 멀리 떨어진 타 이너 트랙(56)의 단부에 위치할 수 있다. 즉, 한 쌍의 제3전극부(69)는 상기 일 제1이너 트랙(54)과 상기 타 제1이너 트랙(54)의 단부에 각각 연결될 수 있다.
한 쌍의 제3전극부(69)는 양 전극부(69A)와 음 전극부(69B)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제3전극부(69)는 이너 면상 발열체(50)의 중심(C)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
일례로, 제3전극부(69)의 양 전극부(69A) 중 적어도 일부는, 제1전극부의 양 전극부(39A)와 제2전극부의 양 전극부(39C) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제3전극부(69)의 음 전극부(69B) 중 적어도 일부는, 제1전극부의 음 전극부(39B)와 제2전극부의 음 전극부(39D) 사이에 위치할 수 있다.
한편, 복수개의 이너 트랙(56) 중 적어도 일부는 아우터 트랙(31A)보다 길 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 이너 트랙(56) 중 적어도 일부는 복수개의 아우터 트랙(31A) 중 가장 긴 아우터 트랙(31A)보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 이너 트랙(56) 중 아우터 트랙(31A)보다 긴 이너 트랙(56)의 개수는, 복수개의 이너 트랙(56) 중 아우터 트랙(31A)보다 짧은 이너 트랙(56)의 개수보다 많을 수 있다. 일례로, 도 7에 도시된 바와 같이 가장 긴 아우터 트랙(31A)보다 긴 이너 트랙(56)의 개수는 11개일 수 있고, 가장 긴 아우터 트랙(31A)보다 짧은 이너 트랙(56)의 개수는 2개일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 30: 아우터 면상 발열체
31: 아우터 트랙 32: 제1아우터 브릿지
33: 제2아우터 브릿지 50: 이너 면상 발열체
51: 최외측 이너 트랙 52: 중간 이너 트랙
53: 최내측 이너 트랙 61: 이너 브릿지

Claims (20)

  1. 기판(substrate);
    상기 기판의 일면에 배치되고 시점과 종점을 연결하는 이너 패턴부;
    상기 이너 패턴부의 외측에 위치하도록 상기 기판의 일면에 배치되고 상기 이너 패턴부와 이격되며 시점과 종점을 연결하는 제1아우터 패턴부;
    상기 이너 패턴부의 중심을 가로지르는 가상 중심선을 기준으로 상기 제1아우터 패턴부와 대칭되고 상기 제1아우터 패턴부와 분리된 제2아우터 패턴부;
    상기 제1아우터 패턴부에 연결되고 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제1전극부;
    상기 제2아우터 패턴부에 연결되고 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제2전극부; 및
    상기 이너 패턴부에 연결되고 적어도 일부가 상기 제1전극부와 상기 제2전극부의 사이에 위치하며 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제3전극부를 포함하고,
    상기 이너 패턴부는,
    서로 이격된 복수개의 이너 트랙; 및
    상기 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함하고,
    상기 제1아우터 패턴부 및 제2아우터 패턴부는,
    서로 이격된 복수개의 아우터 트랙; 및
    상기 복수개의 아우터 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함하고,
    상기 복수개의 이너 트랙 중 적어도 일부는, 상기 아우터 트랙보다 길게 형성되고,
    상기 아우터 패턴부의 폭과 상기 이너 패턴부의 폭은 서로 다른 전기 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 긴 이너 트랙의 개수는, 상기 복수개의 이너 트랙 중 상기 아우터 트랙보다 짧은 이너 트랙의 개수보다 많은 전기 히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너 패턴부는 제1가상원의 내측에 위치하고,
    상기 제1아우터 패턴부 및 제2아우터 패턴부는, 상기 제1가상원 및 상기 제1가상원과 동심이고 상기 제1가상원보다 큰 제2가상원의 사이에 위치한 전기 히터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너 트랙 및 아우터 트랙은 직선 형상인 전기 히터.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 아우터 트랙은 나란한 방향으로 길게 형성된 전기 히터.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 이너 트랙은 서로 나란한 방향으로 길게 형성되고, 상기 이너 패턴부의 중심을 가로지르는 가상 중심선과 교차하는 전기 히터.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 트랙과 상기 이너 트랙은 서로 나란한 방향으로 길게 형성된 전기 히터.
  18. 삭제
  19. 기판;
    상기 기판의 일면에 배치된 이너 패턴부;
    상기 이너 패턴부보다 외측에 위치하도록 상기 기판의 일면에 배치된 제1아우터 패턴부;
    상기 이너 패턴부의 중심을 가로지르는 가상 중심선을 기준으로 상기 제1아우터 패턴부와 대칭되고 상기 제1아우터 패턴부와 분리된 제2아우터 패턴부;
    상기 제1아우터 패턴부에 연결되고 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제1전극부;
    상기 제2아우터 패턴부에 연결되고 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제2전극부; 및
    상기 이너 패턴부에 연결되고 적어도 일부가 상기 제1전극부와 상기 제2전극부의 사이에 위치하며 서로 멀어지는 방향으로 연장된 한 쌍의 제3전극부를 포함하고,
    상기 이너 패턴부는,
    서로 이격된 복수개의 이너 트랙; 및
    상기 복수개의 이너 트랙을 직렬로 연결하는 복수개의 이너 브릿지를 포함하고,
    상기 제1아우터 패턴부 및 제2아우터 패턴부는,
    서로 이격된 복수개의 아우터 트랙; 및
    상기 복수개의 아우터 트랙을 연결하는 복수개의 아우터 브릿지를 포함하고,
    상기 이너 트랙 및 아우터 트랙은 직선 형상이고,
    상기 아우터 패턴부의 폭과 상기 이너 패턴부의 폭은 서로 다른 전기 히터.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수개의 아우터 트랙은,
    서로 나란한 방향으로 길게 형성된 전기 히터.
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