KR102272004B1 - 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미터 당 0.6옴 내지 0.8옴의 저항값을 가지는 다수의 동선 원사를 감아 만든 저전력 전도사를 이용하여 30도 내지 50도의 온도로 발열하는 저전력 발열체를 구현하고, 이를 다방향으로 신축 가능한 원단에 물결무늬 형태의 패턴으로 자수함으로써, 간편한 공정으로 의류는 물론 침대와 같이 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체에 관한 것이다.

Description

저전력 전도사가 적용된 면상 발열체{HEATING ELEMENT WITH LOW POWER CONDUCTOR}
본 발명은 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 보다 구체적으로는, 미터 당 0.6옴 내지 0.8옴의 저항값을 가지는 다수의 동선 원사를 감아 만든 저전력 전도사를 이용하여 30도 내지 50도의 온도로 발열하는 저전력 발열체를 구현하고, 이를 다방향으로 신축 가능한 원단에 물결무늬 형태의 패턴으로 자수함으로써, 간편한 공정으로 의류는 물론 침대와 같이 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체에 관한 것이다.
일반적으로, 면상 발열체는 난방용 매트리스, 건물벽면, 파티션 내부 등에 설치되어 난방용으로 사용되는 것으로, 이러한 면상 발열체는 통상의 열선 방식에 비해 면적으로 발열하므로 발열 효율이 우수하고 전력 소모가 적으며 평활성과 내구성을 가지고 있어 상당히 유용하게 사용되고 있다.
이와 같은 종래 면상발열체는, 양측에 이격되도록 (+)극 도전체와 (-)극 도전체를 위치하여 이들 (+)극 도전체 와 (-)극 도전체를 통전시키도록 하고 탄소 발열체를 (+)극 도전체와 (-)극 도전체 사이에 위치시킴으로써 상기 (+)극 도전체와 (-)극 도전체에 인가된 전기에너지에 의해 탄소 발열체가 발열됨으로써 열에너지를 얻도록 구성 되어 있는 것이 일반적이다.
하지만, 이러한 종래의 면상 발열체의 경우 탄소 발열체 소재를 이용함에 따라 그 제작 공정이 매우 복잡하고, 보수 시 어려움이 발생하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1983814호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위함으로써, 다수의 동선 원사를 감아 만든 저전력 전도사를 통해 구현된 저전력 발열체를 다방향으로 신축 가능한 원단에 물결무늬 형태의 패턴으로 자수함으로써, 간편한 공정으로 의류는 물론 침대와 같이 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체는 전류 도통을 통해 발열하는 다수의 동선(copper) 원사를 감아서 만든 전도사 및 폭방향 또는 길이 방향으로 신축되며, 상기 전도사가 물결무늬 형태로 패턴화 되어 자수되는 원단을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 0.05mm 굵기를 가지는 상기 동선 원사가 적어도 13합 이상의 가닥으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 상기 동선 원사가 13합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.8옴의 저항값을 가지고, 상기 동선 원사가 17합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.7옴의 저항값을 가지며, 상기 동선 원사가 21합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.6옴의 저항값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 풀림 방지를 통해 수성 우레탄 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 실리콘 코팅처리가 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 애나멜 코팅처리 후 400도 온도에서 건조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 상기 원단의 전체 영역에서 하나 이상의 물결무늬 라인 형태로 패턴화되며, 상기 하나 이상의 물결무늬 라인 형태는 파장과 유사한 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전도사는 30도 내지 50도 온도를 가지도록 발열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 전도사에 12V 전압 또는 24V 전압의 전원을 공급하며, 사용자 조작을 통해 상기 전도사의 온오프 동작을 제어하고 또한 1도 단위로 온도 조절이 가능하도록 마련되는 온도 조절 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원단의 일측면에는 일측면에 패턴화 된 상기 전도사로부터 방출되는 전자파를 차단하기 위한 전자파 차단 시트가 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원단은 의류 원단 또는 침구 원단인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 신축이 가능한 원단에 저전력 전도사를 이용하여 물결무늬 형태의 패턴을 자수함으로써, 의류 원단에 이를 적용할 경우 착용자의 유연한 활동에 제약이 없도록 하여 착용자로 하여금 불편함을 느끼지 않도록 하고, 침대 원단에 이를 적용할 경우 스트레칭성을 통해 사용자가 누워 있을 때 가장 편한 자세에서 온열감을 느낄 수 있도록 하는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체(100)를 도시한 도면이다.
도 2는 다양한 합 수에 따른 전도사(110)를 나타낸 도면이다.
도 3은 실제 원단에 전도사가 자수된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 원단의 전도사에서 50도의 온도를 발열하는 상태를 열화상 카메라를 통해 촬영한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 실제 침대 매트 원단에 전도사가 자수된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 다양한 밴드 형태로 일정 간격으로 봉제한 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체(100)를 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체(100)는 크게 전도사(110), 전도사(100)가 자수 혹은 봉제되는 원단(120) 및 온도 조절 컨트롤러(130)를 포함하여 구성된다.
전도사(110)는 전류 도통을 통해 발열하는 다수의 동선(copper) 원사를 감아서 만들어지게 된다. 이에 관해서는 도 2를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 다양한 합 수에 따른 전도사(110)를 나타낸 도면이다.
도 2를 살펴보면, 전도사(110)는 약 0.05mm의 굵기는 가지는 동선(copper) 원사가 13합, 17합, 21합 등으로 감아진 형태를 가진다.
이때 13합 전도사의 경우 1m 당 0.8옴의 저항값을 가지게 되고, 17합 전도사의 경우 1m 당 0.7옴의 저항값을 가지게 되고, 21합 전도사의 경우 1m 당 0.6옴의 저항값을 가지게 된다.
이와 같이, 본원발명에 따른 전도사(110)는 1m 당 저항값이 매우 낮은 동선 원사를 이용함에 따라, 전도사 길이가 길어지더라도 필요 전력이 매우 낮기 때문에 저전력이 요구되는 이점을 가지게 된다.
다시 도 1로 돌아와서, 전도사(110)는 풀림 현상 방지를 위하여 수성 우레탄 코팅재로 50데이나(de)의 코팅이 적용될 수 있다.
또한, 전도사(110)는 원단(120)의 오염에 따른 물 세척과 같이 방수성을 가질 수 있도록 실리콘을 통해 표면이 코팅처리될 수 있다. 따라서, 전도사(110)와 케이블을 통해 연결된 온도 조절 컨트롤러(130)의 전기적 연결을 해제하여 원단(120)을 물 세척 하더라도 전도사(110)에 파손이 발생하지 않게 된다.
또한, 전도사(110)는 애나멜 코팅 후 400도의 열처리 장치를 통해 건조 시킴으로써, 스파크 이슈를 원천적으로 차단하게 된다. 따라서, 과열이나 화재 시 전도사(110)의 파손 시에도 애나멜 코팅을 통해 원단을 안전하게 보호할 수 있도록 한다.
이러한 전도사(110)는 원단(120)의 전체 영역에서 길이방향 또는 폭 방향으로 하나 이상의 물결무늬 라인 형태를 가지도록 패턴화 되며, 각 물결무늬 라인 형태는 파장과 유사한 형태를 가지게 된다.
이러한 각 물결무늬 라인 형태는 원단(120)의 전체 영역을 따라 하나의 라인 형태(인라인)로 구현되며, 대략 30도 내지 50도의 온도로 발열하게 된다.
원단(120)은 폭 방향 또는 길이 방향으로 신축이 가능한 신축성을 가지며, 전도사(110)가 물결무늬 형태로 패턴화 되어 자수 혹은 봉제된다.
이때, 원단(120)은 물 세척이 가능한 재질의 직물로 직조되며, 의류 원단 또는 침구 원단 등이 이에 해당될 수 있다.
즉, 의류 원단에 해당할 경우, 전도사(110)가 자수된 발열 의류가 될 수 있고, 침구 원단에 해당할 경우, 전도사(110)가 봉제된 발열 침대류 혹은 발열 침대 시트, 발열 침대 매트 등이 될 수 있다.
일 실시예에서, 원단(120)의 일측면에는 패턴화 된 전도사(110)로부터 방출되는 전자파를 차단하기 위한 전자파 차단 시트(미도시)가 마련된다. 따라서, 원단(120)이 발열 침대 매트일 경우, 전도사(110)로부터 발생되는 열에 의해 사요자가 온열감을 느끼면서도 방출되는 전자파는 전자파 차단 시트에 의해 차단되어 사용자에게 전해지지 않게 된다.
온도 조절 컨트롤러(130)는 전도사(110)에 12V 또는 24V 전압의 전원을 공급하며, 사용자 조작을 통해 전도사(110)의 온오프 동작을 제어하거나, 전도사(110)의 온도를 30도 에서 50도 내에서 1도 단위로 조절이 가능하도록 마련된다.
도 3은 실제 원단에 전도사가 자수된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3을 살펴보면, 원단(120)은 길이 방향 혹은 폭 방향으로 신축이 가능한 신축성 원단에 해당하며, 전도사(110)는 해당 원단(120)에 물결무늬 형태의 패턴으로 자수된다. 이때, 전도사(110)는 다수의 동선 원사를 통해 만들어진 실 형태이므로 물결무늬 형태의 패턴 외에도 다양한 형태로 자수될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 원단의 전도사에서 50도의 온도를 발열하는 상태를 열화상 카메라를 통해 촬영한 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 실제 침대 매트 원단에 전도사가 자수된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 살펴보면, 도 3의 물결무늬 형태로 패턴화 된 전도사(110)를 통해 원단(120)의 모든 영역에서 고루 50도의 온도로 발열하는 것을 알 수 있다. 따라서, 이러한 전도사(110)가 도 5와 같이 침구 매트 혹은 침대 시트에 적용될 경우, 침대 전체 영역에서 고루 온열감을 느끼게 된다.
도 6은 다양한 밴드 형태로 일정 간격으로 봉제한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6의 경우, 원단이 신축성이 뛰어난 밴드 형태에 해당하는데, 이러한 밴드 형태의 길이 방향을 따라 전도사가 길게 물결무늬 형태로 패턴화됨에 따라, 밴드가 길이 방향으로 늘어나더라도 전도사가 끊어지거나 파괴되지 않고 밴드의 신축에 대응하여 늘어나거나 줄어들게 된다.
이때, 전도사는 물결무늬 형태의 라인 형태를 취하게 되는데, 라인 수를 추가할 수록 밴드의 폭을 넓게 형성할 수 있기 때문에, 도 6과 같이 80mm 폭, 60mm 폭, 40mm 폭 과 같이 다양한 폭으로 밴드를 형성할 수 있다. 만약, 밴드 폭을 침대 시트의 폭 크기로 형성할 경우, 전도사가 이루는 라인 수를 그만큼 다수로 형성하면 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체
110: 전도사
120: 원단
130: 온도 조절 컨트롤러

Claims (10)

  1. 전류 도통을 통해 발열하는 다수의 동선(copper) 원사를 감아서 만들어지되, 0.05mm 굵기를 가지는 동선 원사가 적어도 13합 이상의 가닥으로 이루어지고, 풀림 방지를 통해 수성 우레탄 코팅재로 50데이나(de)의 코팅처리 및 실리콘 코팅처리가 이루어지며, 애나멜 코팅처리 후 400도 온도에서 건조되는 전도사;
    폭 방향 또는 길이 방향으로 신축되며, 상기 전도사가 물결무늬 형태로 패턴화 되어 자수되며, 의류 원단 또는 침구 원단에 해당하는 원단; 및
    상기 전도사에 12V 전압 또는 24V 전압의 전원을 공급하며, 사용자 조작을 통해 상기 전도사의 온오프 동작을 제어하고 또한 1도 단위로 온도 조절이 가능하도록 마련되는 온도 조절 컨트롤러;를 포함하며,
    상기 전도사는 상기 원단의 전체 영역에서 하나 이상의 물결무늬 라인 형태로 패턴화되되 각 물결무늬 라인 형태는 상기 원단의 전체 영역을 따라 하나의 라인 형태(인라인)로 구현되며, 각 물결무늬 라인 형태는 파장과 유사한 형태이고, 또한 30도 내지 50도 온도를 가지도록 발열하고,
    상기 원단의 일측면에는 일측면에 패턴화 된 상기 전도사로부터 방출되는 전자파를 차단하기 위한 전자파 차단 시트가 마련되는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전도사는,
    상기 동선 원사가 13합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.8옴의 저항값을 가지고,
    상기 동선 원사가 17합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.7옴의 저항값을 가지며,
    상기 동선 원사가 21합 가닥으로 이루어지는 경우 1m 당 0.6옴의 저항값을 가지는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사가 적용된 면상 발열체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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