KR102163184B1 - Rem 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 760내지 3420텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 날실, 192내지 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 씨실, 상기 날실과 씨실로 꼬은 리본, 상기 리본을 탄화 및 고온처리(1000~2800℃) 하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유로 물성을 변경시키고, 씨실을 풀어 제거하고 남은 날실을 분리하여 얻은 선밀도 200, 600, 100, 400텍스 의 탄소섬유를 각각 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹 코팅된 REM코팅 탄소섬유를, 원하는 저항값의 길이로 절단하여 단자판(A1, AB0)(B1, AB1)사이에 각각 병렬배열한 제 1의 발열체(A)와 제 2의 발열체(B)로 이루어진 제 1레이어; 및 제 1의 발열체(A) 및 제 2의 발열체(B)와 동일하게 양단의 단자판(C1, CD0, D1, CD1)에 상기 절단된 길이의 탄소섬유(CC)가 배열된 제 3의 발열체(C)와 제 4의 발열체(D)로 된 제2레이어를 포함하고; 상기 단자판(AB1, CD1), (AB0, CD0), (B1, C1)은 각각 공통 접속하고; 상기 단자판(A1,D1)에는 전원을 인가하며; 상기 제 1레이어와 제 2레이어는 절연층을 경계로 상하로 겹쳐 2층 레이어를 이루고; 상기 탄소섬유(CC)는 각각 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹 코팅된 REM 코팅 탄소섬유이며, 이를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기를 제공한다.
Description
본 발명은 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기에 관한 것이다.
탄소 섬유를 발열체로 사용하는 기술은 국내공개특허10-2010-0091181호와 같은 진공튜브관 내에 탄소섬유체를 내장하여 전원을 인가함으로써 발열하는 램프 형태가 주류를 이루고 있다.
또한 카본시트 형태가 국내공개특허10-2016-0014588호로 알려져 있다.
그러나 탄소섬유에 REM(Rare earth metal;희토류) 코팅하는 기술은 사용된 바 없다.
또한 전기전도성 탄소섬유의 전력밀도가 4[W]/㎠ 고저항체로 열에너지 전달계수가 니켈-크롬, 텅스텐, SiC, 및 다른 합금과 같은 금속발열체와 비교시 우수하지만 알려진 탄소섬유 발열체의 효능에 머물고 있다.
본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 다른 목적은 REM코팅 탄소섬유를 원하는 저항값을 갖는 길이로 절단한 후, 이를 양 단자판 사이에 병렬 배열하고 이를 좌우에 일조로 구비한 제 1레이어와, 동일한 구조의 제2레이어를 상하로 겹쳐서 탄소섬유가 상호교대로 배열되어 전자파가 상쇄되고, 탄소섬유는 REM코팅되므로, REM 코팅에 따른 양이온이 탄소섬유의 열, 전자기 빛과 공명되어 에어지 전달력이 증대되며, 2층 구조이므로 동일면적에 전달에너지가 상승하여 에너지 방사 효율이 높은 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기를 제공하려는 것이다.
삭제
이를 위한 본원발명은 760내지 3420텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 날실과,
192내지 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 씨실과,
상기 날실과 씨실로 제직한 리본,
상기 리본을 탄화 및 고온처리(1000~2800℃)하여 리본의 날실 부분과 씨실 부분의 물성이 탄소섬유로 변경되도록 한 후 씨실부분을 풀어 제거하고 날실부분만 남겨지도록 분리하여 얻은 선밀도 200, 600, 100, 400텍스 중의 하나의 탄소섬유(CC)를 원하는 저항(
)을 제공하는 길이로 절단하고, 절단 탄소섬유를 단자판(A1, AB0)((B1,AB1)사이에 각각 병렬로 배열시킨 제 1의 발열체(A)와 제 2의 발열체(B)로 이루어진 제 1레이어; 및
삭제
삭제
제 1의 발열체(A) 및 제 2의 발열체(B)와 동일하게 단자판(C1, CD0, D1, CD1)사이에 상기 절단된 길이의 탄소섬유(CC)가 각각 배열된 제 3의 발열체(C)와 제 4의 발열체(D)로 된 제 2레이어를 포함하고;
상기 단자판(AB1, AB0), (CD1, CD0),(A1, D1), (B1, C1)은 각각 공통 접속하고;
상기 단자판(A1,D1)에는 전원을 인가하며;
상기 제 1레이어와 제 2레이어는 각각 절연시트를 경계로 상하로 겹쳐지고;
상기 탄소섬유(CC)는 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹
으로 코팅된 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기를 제공한다.
본 발명은 REM코팅 탄소섬유를 일정 길이로 절단하고, 탄소섬유를 양 단자판 사이에 병렬 배열하고 병렬 배열한 것을 좌우에 일조로 구비한 제 1레이어와, 동일한 구조의 제 2레이어를 상하로 절연시트를 두고 겹쳐서 탄소섬유 수직위치가 상호교대로 배열되어 전자파가 상쇄되고, 탄소섬유는 REM코팅되므로, REM 코팅에 따른 양이온이 탄소섬유의 열, 전자기 빛과 공명되어 에너지 전달력이 증대되며, 2층 레이어 구조이므로 동일면적에 전달에너지가 상승하여 에너지 방사 효율이 높은 탄소섬유를 방사체로 사용하여 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기를 제공한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 수분을 포함하는 방사대상의 적외선흡수 스펙트럼,
도 2는 본 발명의 REM코팅을 금속용기에 코팅하여 열에너지 방출계수를 측정한 그래프,
도 3은 본 발명의 REM코팅을 금속용기에 코팅한것에 빵 반죽을 넣고 방 내부의 온도상승 시간을 측정한 대비 그래프,
도 4는 본 발명의 REM 코팅 탄소섬유와 코팅하지 않은 탄소섬유의 방사선 강도 대비그래프,
도 5는 본 발명의 REM 코팅 탄소섬유를 배열한 제 1레이어 및 제 2레이어 분리도,
도 6은 도 5 를 전기적 결선 형태로 이어지게 보인 설명도,
도 7은 하나의 발열체를 이루는 탄소섬유를 저항식으로 표기하여 단자판 사이에 연결한 병렬 결선 예시도,
도 8은 본 발명을 레이어 별로 구분하여 겹친상태로 보인 다른 예의 설명도,
도 9는 도 5를 2층 레이어로 겹친 상태의 D, A 표기부분 요부 확대 단면도,
도 10은 하나의 발열체를 이루는 단위 탄소섬유 저항값에 기초한 전체의 저항값 계산을 나타낸 식이다.
도 2는 본 발명의 REM코팅을 금속용기에 코팅하여 열에너지 방출계수를 측정한 그래프,
도 3은 본 발명의 REM코팅을 금속용기에 코팅한것에 빵 반죽을 넣고 방 내부의 온도상승 시간을 측정한 대비 그래프,
도 4는 본 발명의 REM 코팅 탄소섬유와 코팅하지 않은 탄소섬유의 방사선 강도 대비그래프,
도 5는 본 발명의 REM 코팅 탄소섬유를 배열한 제 1레이어 및 제 2레이어 분리도,
도 6은 도 5 를 전기적 결선 형태로 이어지게 보인 설명도,
도 7은 하나의 발열체를 이루는 탄소섬유를 저항식으로 표기하여 단자판 사이에 연결한 병렬 결선 예시도,
도 8은 본 발명을 레이어 별로 구분하여 겹친상태로 보인 다른 예의 설명도,
도 9는 도 5를 2층 레이어로 겹친 상태의 D, A 표기부분 요부 확대 단면도,
도 10은 하나의 발열체를 이루는 단위 탄소섬유 저항값에 기초한 전체의 저항값 계산을 나타낸 식이다.
본 발명은 200텍스, 600텍스, 100텍스, 400텍스의 전기전도성 탄소섬유에 코팅한 양이온 REM 소재는 열, 전자기 빛과 공명되어 에너지전달이 빠른 탄소섬유 방사체를 얻을 수 있음을 실험을 통해 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명에서의 REM(Rare earth metal;희토류) 코팅은 전기전도성 탄소섬유에 희토류(REM)분말0.01~10wt% 농도의 액상 세라믹
을 REM(Rare earth metal) 코팅하고, 코팅 후 250~400℃로, 30~60분간 건조 및 소성하는 것으로, 전원을 인가시 세라믹에 의하여 흡수된 열에너지로 인한 1차 방사원(탄소섬유)의 열에너지는 REM에 의하여 펄스로 변환되며 이는 펄스 강도에 비례하는 깊이로 대상물체에 열에너지를 빠르게 전달할 수 있어 에너지 소비와 제품의 품질을 향상할 수 있다.
이는 스펙트럼 적외선영역은 가시광에서 투과했던 많은 물질이 적외선 영역에서는 비투과성 물질로 바뀔 수 있으며 반대로 비투과성이 투과성으로 바뀔 수 있다. 또한 적외선의 자연 공급원은 태양에너지이며, 태양광의 50%가 적외선영역에 속한다. 또한 인간의 몸에서도 -9.36의 적외선을 생성하는데 물의 분자가 적외선을 흡수할 때 파장과 상관관계를 갖는 것으로 이는 도 1 에서와 같이 근적외선(2.5~3.5㎛)과 중적외선(6~6.5㎛) 대역에서 적외선 흡수가 잘 됨을 알 수 있다.
또한 REM 코팅의 특성을 확인하기 위하여 금속용기에 코팅 및 소성하여 에너지 방출계수를 측정한 바, 도 3 과 같이 파장대에 상관 없이 일정하게 높게 나오는 것을 확인하였다. 그래프 상부의 균일한 파형은 REM코팅 금속용기의 파형이고, 파장이 커질 수록 작아지는 것은 금속(Steel) 용기에서의 파형이다.
또한 REM코팅 금속용기와 코팅하지 않은 금속용기에 각각 빵반죽을 넣어 오븐(Furnace)에서의 구워지는 시간을 측정하여 도 3 에 나타내었다. 도 3 에서와 같이 일반 금속용기에서 빵을 구울 때는 20분이 소요되었으나, REM코팅 금속용기에서 빵을 구울 때는 12분이 소요되어 8분이 단축되었고, 이는 공명에 의한 파동에너지가 빠르게 에너지를 전달하므로 소요시간이 약 45% 감소하여 에너지 효율이 그 만큼 증대하는 것으로 인식된다.
또한 REM코팅 탄소(카본) 섬유와, 코팅하지 않은 탄소섬유를 열원으로 사용할 경우 REM코팅 탄소(카본) 섬유는 1200℃로 가열되었으나, 코팅하지 않은 탄소섬유는 950℃로 가열되어 가열온도에서도 차이가 발생하였다.
전기전도성 탄소섬유 방사체의 제조
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삭제
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본 발명에 따른 탄소섬유는 192텍스의 선밀도를 가지는 복합레이온사 2개를 좌연 방향(제트방향 으로도 칭함)으로 꼬고(60Tm), 꼬은 2개를(1 Km의 길이가 192g 인 선밀도를 가지며, 왼쪽 아래에서 오른쪽으로 올라가는 방향으로 꼬는 좌연 방향으로 1m에 60번 꼬은 복합레이온사 3개 중 2개를) 좌연 방향(제트 방향)으로 2겹 꼬고(왼쪽 아래에서 오른쪽 으로 올라가는 방향으로 꼬고),
이를 다른 하나의 상기 60Tm 의 복합레이온사와 우연 방향(에스 방향으로도 칭함)으로 3겹(120Tm) 꼬는(이를 남은 1개의 60Tm의 복합레이온사와 우연 방향으로 1m에 120번 꼬아 실이 풀리지 않도록 3겹으로 꼬는)단계 (S100)와;
상기 꼬는 단계를 통해 얻어진 1200텍스(192텍스×2개×3개=1152≒1200텍스)의 선밀도를 가진 복합레이온사를 날실로 사용되고, 120Tm으로 꼬임된 192텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사를 씨실로 사용하여 리본을 제직하는 단계(S101)와;
상기 리본을 200℃ 내지 600℃에서 탄화처리 시키는 단계(S103)와;
상기 탄화 처리된 리본을 고온(2800℃ 이하)에서 열처리하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유(CC)로 물성을 변경시키는 단계(S104) 및;
상기 열처리된 리본의 표면에 사이징제(pipiroylencarboxyllate latex)를 함침하고 리본의 씨실부분을 풀어 날실부분만의 탄소섬유로 분리되도록하는 단계(S105)로 이루어진다. 이렇게 얻어진 탄소섬유는 다음과 같은 파라미터를 가진다. 탄소함량 99.9%, 사이징 함량 0.3%, 인장강도 50gf/텍스, 신장율 0.8%, 전기전도성 0.0036 
, 선밀도 200텍스.
본 발명에 따른 탄소섬유는 380텍스의 선밀도를 가지며, 우연 방향으로 꼬은(60Tm) 복합레이온사 3개를(1Km의 길이가 380g 인 선밀도를 가지며, 오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 방향으로 꼬는 우연 방향으로 1m에 60번 꼬은 복합레이온사 3개를),좌연 방향으로 3겹(120Tm)으로 꼬은 것 3개를(왼쪽 아래에서 오른쪽으로 올라가는 방향으로 꼬는 좌연 방향으로 1m에 120번 꼬은 것 3개를),
우연 방향으로 3겹(80Tm) 형태로 꼬는(오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 방향으로 되어있는 우연 방향으로 1m에 80번 3겹 형태로 꼬는)단계(S200)와;
상기 꼬는 단계에서 얻어진 3420텍스(380텍스×3개×3개=3420텍스)의 선밀도를 가진 복합레이온사를 날실로 사용하고, 60Tm으로 꼬임된 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사를 씨실로 사용하여 리본을 형성하는 단계(S201)와;
상기 리본을 200℃ 내지 600℃ 에서 탄화처리하는 단계(S202)와;
상기 탄화처리된 리본을 고온(2800℃ 이하)에서 열처리하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유(CC)로 변경시키는 단계(S203) 및;
상기 열처리된 리본의 표면에 사이징제를 함침하고, 씨실부분을 풀고 날실 부분만 남겨 상기 리본이 탄소섬유로 분리되도록하는 단계(S204)로 이루어진다. 이렇게 얻어진 탄소섬유는 다음과 같은 파라미터를 갖는다. 탄소함량99.9%, 사이징 함량0.5%, 인장강도 45gf/텍스, 신장율 1.2%, 전기전도성 0.0077
, 선밀도 600텍스.
본 발명에 따른 탄소섬유는 192텍스의 선밀도를 가지며, 우연 방향으로 꼬은(60 Tm) 복합레이온사 2개를(1Km의 길이가 192g의 선밀도를 가지며, 오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 방향으로 꼬는 우연 방향으로 1m에 60번 꼬은 복합레이온사 3개 중 2개를),
좌연 방향으로 꼬고(180Tm, 140Tm)(왼쪽 아래에서 오른쪽으로 올라가는 방향으로 꼬으는 좌연 방향으로 1m에 180번 이나 140번 꼬고),
그 다음 이를 또 하나의 상기 192텍스의 복합레이온사와 우연 방향으로 3겹(140Tm)으로 꼬는(그 다음 이를 상기 남은 1개의 192텍스의 복합레이온사와 오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 우연 방향으로 1m에 140번 꼬아 3겹 형태로 꼬는) 단계(S300)와;
상기 꼬는 단계에서 얻어진 760텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사를 날실로 제공하고, 192텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사를 씨실로 사용하여 리본을 제직하는 단계(S301)와;
상기 리본을 200℃ 내지 600℃ 에서 탄화처리하는 단계(S302)와;
상기 탄화처리된 리본을 고온(2800℃ 이하) 에서 열처리하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유로 변경되도록 하는 단계(S303) 및;
상기 열처리된 리본의 표면에 사이징제를 함침하고 씨실부분을 풀고 날실부분만을 남겨 상기 리본이 탄소섬유로 분리되도록하는 단계(S304)로 이루어진다.
이렇게 얻어진 꼬은 탄소섬유는 다음과 같은 파라미터를 가진다. 탄소함량99.9%, 사이징 함량0.8%, 인장강도50gf/텍스, 신장율 1.5%, 전기전도성 0.0078 
, 선밀도 100텍스.
본 발명에 따른 탄소섬유는 192텍스(텍스)의 선밀도를 가지며, 우연 방향으로 꼬은(60Tm) 복합레이온사 2개를(1Km 길이가 192g인 선밀도를 가지며, 오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 방향으로 꼬으는 우연 방향으로 1m에 60번 꼬은 것 2개를), 좌연 방향으로 2겹형태로 꼬은 것 3개를(왼쪽 아래에서 오른쪽으로 올라가는 방향으로 꼬은 좌연 방향으로 1m에 100번 2겹 형태로 꼬은것 3개를),
우연 방향으로 3겹(120Tm)형태로 꼬는(오른쪽 아래에서 왼쪽으로 올라가는 방향으로 꼬는 우연 방향으로 1m에 120번 3겹 형태로 꼬는) 단계(S400)와;
상기 꼬는 단계(S400) 에서 얻어진 1200텍스(192텍스×2개×3개=1152≒1200텍스)의 선밀도를 가진 복합레이온사를 날실로 사용하고, 100Tm의 꼬임과 192텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사를 씨실로 사용하여 리본을 제직하는 단계(S401)와;
상기 리본을 200 내지 600℃ 에서 탄화처리하는 단계(S402)와;
상기 처리된 리본을 고온(2800℃ 이하)에서 열처리하여 날실 부분과 씨실 부분이 탄소섬유(CC)로 물성을 변경시키는 단계(S403) 및;
상기 열처리된 리본의 표면에 사이징제를 함침하고 리본에서 씨실부분을 분리하여 날실만의 탄소섬유로 분리되도록하는 단계(S404)를 순차 수행한다.
이렇게 얻어진 꼬은 탄소섬유는 다음과 같은 파라미터를 가진다. 탄소함량99.9%, 사이징 함량0.3%, 인장강도60gf/텍스, 신장율 0.8%, 전기전도성 0.0045 ohm
, 선밀도 400텍스.
REM코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층레이어 적외선 방사기
본원발명은 760내지 3420텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 날실과, 192내지 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 씨실과, 상기 날실과 씨실로 제직한 리본, 상기 리본을 탄화 및 고온처리(1000~2800℃)하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유로 물성을 변경한 다음, 씨실 부분을 풀어 제거하고 날실 부분만 남도록 분리하여 얻은 선밀도 200, 600, 100, 400텍스 중의 하나의 탄소섬유를 이용하여,
도 5 내지 도 9에서와 같이 원하는 저항(
)을 제공하는 길이로 절단하고, 절단한 탄소섬유(CC)를 단자판(A1,AB0)(B1,AB1)사이에 각각 병렬로 배열시킨 제 1의 발열체(A)와 제 2의 발열체(B)로 이루어진 제1레이어(100); 및
제 1의 발열체(A) 및 제 2의 발열체(B)와 동일하게 단자판(C1, CD0, D1, CD1)사이에 상기 절단한 길이의 탄소섬유(CC)로 배열된 제 3의 발열체(C)와 제 4의 발열체(D)로 이루어진 제 2레이어(200)를 포함하고;
상기 단자판(AB1, CD1), (AB0, CD0),(B1, C1)은 각각 공통 접속하고;
상기 단자판(A1,D1)에는 전원을 인가하며;
상기 제 1레이어(L1)와 제 2레이어(L2)는 각각 절연시트를 경계로 상하로 겹쳐지고;
상기 탄소섬유(CC)는 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹
으로 코팅된 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기를 이룬다.
이를 실시예 5 를 통하여 설명한다.
상기 실시예1 내지 4에서 수득되는 760내지 3420텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 날실과,
192내지 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 씨실과,
상기 날실과 씨실로 제직한 리본,
상기 리본을 탄화 및 고온처리(1000~2800℃)하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유로 물성을 변경하고, 씨실 부분을 풀어 제거하고 날실 부분만 남도록 분리하여 선밀도 200, 600, 100, 400텍스 의 탄소섬유(CC)를 얻는다.
상기 선밀도 200, 600, 100, 400텍스의 탄소섬유에 각각 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹
으로 코팅하고, 코팅 후 250~400℃로 30~60분간 건조 및 소성하여 REM코팅 탄소섬유를 얻는다.
이렇게 얻은 소성한 REM코팅 탄소섬유를 사용하여 원하는 저항(
)을 제공하는 길이로 절단하고, 절단한 REM코팅 탄소섬유를 단자판(A1,AB0)(B1,AB1)사이에 각각 병렬로 배열시킨 제 1의 발열체(A)와 제 2의 발열체(B)로 이루어진 제1레이어(100); 및
제 1의 발열체(A) 및 제 2의 발열체(B)와 동일하게 단자판(C1, CD0, D1, CD1)에 상기 절단된 길이의 REM코팅 탄소섬유(CC)가 각각 병렬로 배열된 제 3의 발열체(C)와 제 4의 발열체(D)로 이루어진 제 2레이어(200)를 포함하도록 구성한다.
상기 단자판(AB1, CD1), (AB0, CD0), (B1, C1)은 각각 공통 접속하고;
상기 단자판(A1,D1)에는 전원을 인가하며;
상기 제 1레이어(100)와 제 2레이어(200)는 절연시트를 경계로 상하로 겹쳐 진다.
또한, 제 1레이어(100)를 이루는 REM 코팅 탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)의 간격 사이의 중앙에 제 2레이어(200)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(d1,d2)가 교대로 배열되는 원리로 배열 설치하고, 위치(a1, a2, a3)와 위치(d1, d2) 배열을 포함하는 제 1 내지 제 4의 발열체(A, B, C, D)는 2층 레이어 배열시 전류 흐름방향이 반대를 이루도록, 전원 극성을 단자판(A1, CD0, B1, CD1)에는 예를들어 양극을, 단자판(AB0, C1, AB1, D1)에는 예를들어 음극을(상호 반대일 수도 있다) 공급하는 것을 예시할 수 있으며,
위치(a1, a2, a3)와 위치(d1, d2)에서의 탄소섬유(CC)의 전류 흐름은 상호 반대로 향하도록 구성한다.
또한, 제 1레이어(100)를 이루는 제 1의 발열체(A)는 내열시트(102) 상부 우측 상하 양단에 단자판(A1, AB0)이, 상부 좌측 상하 양단에 단자판(B1, AB1)이 위치하고,
단자판(A1, AB0) 사이와 단자판(B1, AB1) 사이는 일정 길이체의 탄소섬유(CC)가 병렬로 위치하며, 단자판(A1, AB0),(B1, AB1) 과 그 사이의 각 탄소섬유(CC)는 절연시트(101)로 덮어 고정되도록 이루어지며;
제 2레이어(200)를 이루는 제 4의 발열체(D)는 뒤집은 내열시트(202)와, 내열시트(202) 하부 우측 상하에 설치된 단자판(D1, CD1), 내열시트(202) 하부 좌측 상하에 설치된 단자판(C1, CD0)을 포함하고,
단자판(D1, CD1) 사이와 단자판(C1, CD0) 사이에는 탄소섬유(CC)가 각각 병렬로 부착되며, 단자판(D1, CD1),(C1, CD0) 과 그 사이의 각 탄소섬유 하부는 절연시트(201)로 덮어 도 9 에 보인바와 같은 융착층을 이루도록 고주파 융착 또는 핫멜트를 이용한 핫멜트융착을 예시할 수 있다.
단자판(D1, CD1) 사이와 단자판(C1, CD0) 사이에는 탄소섬유(CC)가 각각 병렬로 부착되며, 단자판(D1, CD1),(C1, CD0) 과 그 사이의 각 탄소섬유 하부는 절연시트(201)로 덮어 도 9 에 보인바와 같은 융착층을 이루도록 고주파 융착 또는 핫멜트를 이용한 핫멜트융착을 예시할 수 있다.
제 1레이어(100)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)의 간격 사이의 중앙에 제 2레이어(200)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(d1,d2)가 교대로 배열되는 원리로 각 레이어의 탄소섬유가 배열되고, 탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)와 탄소섬유(CC)의 위치(d1, d2)배열을 포함하는 제 1 내지 제 4의 발열체(A, B, C, D)는 레이어별로 전류 흐름방향이 반대를 이루도록, 전원을 단자판(A1, CD0, B1, CD1) 은 양극을, 단자판(AB0, C1, AB1, D1)은 음극을 제공하도록 구성하여, 탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)와 탄소섬유(CC)의 위치(d1, d2)의 전류 흐름이 상호 반대로 향하도록 구성한다.
상기, 제 1레이어(100)를 이루는 제 1의 발열체(A)는 내열시트(102)와, 내열시트(102) 상부 우측 상하에 각각 설치된 단자판(A1, AB0)과, 내열시트(102) 상부 좌측 상하에 각각 설치된 단자판(B1, AB1)을 포함하고,
단자판(A1, AB0) 사이와 단자판(B1, AB1) 사이에는 탄소섬유(CC)가 병렬로 q부착되며, 단자판(A1, AB0),(B1, AB1) 과 그 사이의 각 탄소섬유(CC)는 절연시트(101)로 덮어 고정되도록 융착되며;
제 2레이어(200)를 이루는 제 4의 발열체(D)는 뒤집은 내열시트(202)와, 내열시트(202) 하부 우측 상하에 각각 설치된 단자판(D1, CD1)과, 내열시트(202) 하부 좌측 상하에 각각 설치된 단자판(C1, CD0)을 포함하고,
단자판(D1, CD1) 사이와 단자판(C1, CD0) 사이에는 REM 코팅된 탄소섬유(CC)가 병렬로 부착되며, 단자판(D1, CD1),(C1, CD0) 과 그 사이의 각 탄소섬유 하부는 절연시트(201)로 덮어 고정되도록 융착된다.
단자판(D1, CD1) 사이와 단자판(C1, CD0) 사이에는 REM 코팅된 탄소섬유(CC)가 병렬로 부착되며, 단자판(D1, CD1),(C1, CD0) 과 그 사이의 각 탄소섬유 하부는 절연시트(201)로 덮어 고정되도록 융착된다.
본 발명은 제 1레이어(100)와 제 2레이어(200)를 2층으로 배열하는 방식은 도 5와 같이 이룬 다음 제 2레이어(200)를 제 1레이어(100)위로 오도록 뒤집어 구성할 수도 있고,
도 8과 같이 제 1레이어(100)와 제 2레이어(200)를 각 2층으로 구성하여 수평으로 나란하게 배열할 수도 있음은 설계 변경 정도의 것임을 알 수 있을 것이다.
이와같이 구성한 본원발명은 도 9와 같이 제 1 및 제 2레이이(100,200)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(a1,a2,a3)와 위치(d1,d2) 사이에 교차하도록 배열하고, 교차배열 하였기로 전류의 방향이 서로 반대로 발생하고, 전류(i)의 방향에 따른 자계(H)의 방향을 규명한 프레밍의 오른나사법칙에 의한 자계의 방향이 인접 탄소섬유에서 상호 상쇄되므로 전자파 발생이 없는 적외선 방사기로 기능한다.
아울러 본원발명은 도 9 의 도면에서는 탄소섬유(CC)표면에 REM코팅된 REM층(CL)을 표기하였으나 사실은 꼬은 탄소섬유 사이의 틈새로 스며들어 코팅되며, 이는 각 섬유를 감싸 전체 방사 효율을 증대시키는 요인이 되며, 또한 단자판(D1, A1)에 전기적 접속을 위하여는 압착누름 등의 물리적 전기접속 유지를 위한 도시하지 않은 수단이 부가되는 것이 좋음은 알 수 있을 것이다.
도 9에서와 같이 2층 레이어방식에서 탄소섬유에서 전자파 발생이 상쇄되며, 2층 레이어 구조 이므로 적외선 방사율이 2배로 증진되며, REM코팅의 REM층(CL)을 더하므로 방사효율이 증대되어 가열시간이 단축되는 등의 에너지 효율을 증진시킨다.
A;제 1의 발열체 B;제 2의 발열체 C;제 3의 발열체 D;제 4의 발열체 CC;탄소섬유 CL;REM층 100;제 1레이어 101;절연시트 102;내열시트 200;제 2레이어 201;절연시트 202;내열시트 A1,B1,C1,D1,AB0,AB1, CD0,CD1;단자판
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 760내지 3420텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 날실과,
192내지 380텍스의 선밀도를 가진 복합레이온사 씨실과,
상기 날실과 씨실로 제직한 리본,
상기 리본을 탄화 및 고온처리(1000~2800℃)하여 날실 부분과 씨실 부분을 탄소섬유로 물성을 변경하고, 씨실 부분을 풀어 제거하고 날실 부분만 분리하여 얻은 선밀도 200, 600, 100, 400텍스 중의 하나의 탄소섬유(CC)를 원하는 저항()을 제공하는 길이로 절단하고, 절단한 탄소섬유(CC)를 단자판(A1, AB0, B1,AB1) 사이에 각각 병렬로 배열시킨 제 1의 발열체(A)와 제 2의 발열체(B)로 이루어진 제 1레이어(100); 및
제 1의 발열체(A) 및 제 2의 발열체(B)와 동일하게 단자판(C1, CD0, D1, CD1)사이에 상기 절단한 길이의 탄소섬유(CC)가 배열된 제 3의 발열체(C)와 제 4의 발열체(D)로 이루어진 제2레이어(200)를 포함하고;
상기 단자판(AB1, CD1), (AB0, CD0), (B1, C1)은 각각 공통 접속하고;
상기 단자판(A1, D1)에는 전원을 인가하며;
상기 제 1레이어(100)와 제 2레이어(200)는 각각 절연시트(101,201)를 경계로 상하로 겹쳐지고;
상기 탄소섬유(CC)는 0.01~10wt% 희토류분말이 첨가된 세라믹() 으로 코팅된 것을 특징으로 하는 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기.
- 제 5항에 있어서, 제 1레이어(100)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)의 간격 사이의 중앙에 제 2레이어(200)를 이루는 탄소섬유(CC)의 위치(d1,d2)가 위치하도록 배열되는 원리로 각 레이어의 탄소섬유가 배열되고,
탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)와 탄소섬유(CC)의 위치(d1, d2)를 포함하는 제 1 내지 제 4의 발열체(A, B, C, D)는 2층 레이어 배열시 전류 흐름방향이 반대를 이루도록, 전원을 단자판(A1, CD0, B1, CD1) 에는 양극을, 단자판(AB0, C1, AB1, D1)에는 음극을 제공하도록 구성하여,
탄소섬유(CC)의 위치(a1, a2, a3)와 탄소섬유(CC)의 위치(d1, d2)의 전류 흐름이 상호 반대로 향하도록 구성한 것을 특징으로 하는 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기.
- 제 5항에 있어서, 제 1레이어(100)를 이루는 제 1의 발열체(A)는 내열시트(102)와, 내열시트(102) 상부 우측 상하에 각각 설치된 단자판(A1, AB0)과, 내열시트(102) 상부 좌측 상하에 각각 설치된 단자판(B1, AB1)을 포함하고,
단자판(A1, AB0) 사이와 단자판(B1, AB1) 사이에는 REM 코팅된 탄소섬유(CC)가 병렬로 부착되며, 단자판(A1, AB0),(B1, AB1) 과 그 사이의 각 탄소섬유(CC)는 절연시트(101)로 덮어 고정되도록 융착되며;
제 2레이어(200)를 이루는 제 4의 발열체(D)는 뒤집은 내열시트(202)와, 내열시트(202) 하부 우측 상하에 각각 설치된 단자판(D1, CD1)과, 내열시트(202)하부 좌측 상하에 각각 설치된 단자판(C1, CD0)을 포함하고,
단자판(D1, CD1) 사이와 단자판(C1, CD0) 사이에는 REM코팅된 탄소섬유(CC)가 병렬로 부착되며, 단자판(D1, CD1),(C1, CD0) 과 그 사이의 각 탄소섬유 하부는 절연시트(201)으로 덮어 고정되도록 융착된 것을 특징으로 하는 REM 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기.
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| KR1020190157195A KR102163184B1 (ko) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Rem 코팅 탄소섬유를 방사체로 이용한 2층 레이어 적외선 방사기 |
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| KR20230058981A (ko) * | 2021-10-25 | 2023-05-03 | 주식회사 쿠사 | 단자부 스파크 발생이 없는 바닥 전기발열판 |
| KR102620019B1 (ko) | 2021-10-25 | 2024-01-03 | 주식회사 쿠사 | 단자부 스파크 발생이 없는 바닥 전기발열판 |
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