KR102606677B1 - CNT (Carbon Nano-Tube) material high-efficiency snow melting heating cable - Google Patents

CNT (Carbon Nano-Tube) material high-efficiency snow melting heating cable Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발열 케이블은, 전류가 인가되어 발열하고 도체 다발로 구성된 발열선, 상기 발열선의 외주면을 감싸며, 절연소재 및 CNT(Carbon Nano-Tube) 소재가 혼합된 절연내피, 상기 절연내피의 외주면을 감싸며, 상기 발열 케이블의 강도를 향상하는 편조선, 및 상기 편조선의 외주면을 감싸고, 절연 소재로 구성된 외피를 포함할 수 있다.
A heating cable according to an embodiment of the present invention includes a heating wire that generates heat by applying a current and is composed of a bundle of conductors, an insulating inner sheath that surrounds the outer peripheral surface of the heating wire and is a mixture of an insulating material and a CNT (Carbon Nano-Tube) material, and the insulation. It may include a braided wire that surrounds the outer peripheral surface of the inner skin and improves the strength of the heating cable, and an outer shell that surrounds the outer peripheral surface of the braided wire and is made of an insulating material.

Description

CNT(Carbon Nano-Tube) 소재 고효율 스노우멜팅 발열 케이블{CNT (Carbon Nano-Tube) material high-efficiency snow melting heating cable}CNT (Carbon Nano-Tube) material high-efficiency snow melting heating cable

본 발명은 발열 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물리적 내구성을 유지하고 대면적에 스노우멜팅 발열 케이블을 적용시 전력 소모 감소가 월등히 향상된 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블에 관한 것이다. The present invention relates to a heating cable, and more specifically, to a snowmelting heating cable for road snowmelt that maintains physical durability and has significantly improved power consumption reduction when applying the snowmelting heating cable to a large area.

도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블은 겨울철 강설로 인한 도로 결빙 등의 지역 안전을 확보하기 위해 도로에 매설되는 전기적 케이블을 말한다. 도로 융설용 스노우멜팅 케이블은 주유소, 세차장 바닥 결빙 방지용, 경사도로, 급커브 구간, 건널목, 교량, 활주로, 옥상 및 지붕 눈녹임, 주요 진입로 또는 출입로, 공장, 공장 진입로 또는 출입로, 골프장 등에 매설되어 사용되고 있는 실정이다.Snow melting heating cable for road snow melting refers to an electrical cable buried in the road to ensure local safety in areas such as road icing caused by snowfall in winter. Snowmelting cables for road snowmelt are used to prevent freezing on the floors of gas stations and car washes, and are installed on sloped roads, sharp curves, crossings, bridges, runways, rooftops and rooftops, for melting snow on roofs, main access roads or access roads, factories, factory access roads or access roads, golf courses, etc. It is currently being used.

도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블은 노면으로부터 일정 깊이로 배치된다. 도로 융설용 스노우멜팅 케이블은 전기적으로 발열하면 발생되는 열을 노면에 전달하여, 도로의 눈 및 결빙을 녹이게 된다. Snowmelting heating cables for road snowmelt are placed at a certain depth from the road surface. Snowmelting cables for road snowmelt generate electricity and transfer the generated heat to the road surface, melting snow and ice on the road.

하지만, 종래의 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블은 전열선 면적당 전기소모량이 크고, 전력효율이 좋지 않다는 문제가 있었다. However, the conventional snowmelting heating cable for road snowmelt had the problem of large electricity consumption per heating wire area and poor power efficiency.

본 발명은 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블의 전력효율을 높여, 대면적에 스노우멜팅 시스템을 적용시 전력 소모를 줄일 수 있어, 탄소 중립 요구에 적합한 스노우멜팅 발열 케이블을 제공하고자 한다.The present invention aims to provide a snowmelting heating cable suitable for carbon neutral requirements by increasing the power efficiency of the snowmelting heating cable for road snowmelt and reducing power consumption when applying the snowmelting system to a large area.

본 발명은 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블의 내전압 성능 증가로 인해, 내구 연한이 증가된 스노우멜팅 발열 케이블을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a snowmelting heating cable with an increased durability due to an increase in withstand voltage performance of the snowmelting heating cable for road snowmelting.

본 발명의 일 실시예에 따른 발열 케이블은, 전류가 인가되어 발열하고 도체 다발로 구성된 발열선, 상기 발열선의 외주면을 감싸며, 절연소재 및 CNT(Carbon Nano-Tube) 소재가 혼합된 절연내피, 상기 절연내피의 외주면을 감싸며, 상기 발열 케이블의 강도를 향상하는 편조선, 및 상기 편조선의 외주면을 감싸고, 절연 소재로 구성된 외피를 포함할 수 있다. A heating cable according to an embodiment of the present invention includes a heating wire that generates heat by applying a current and is composed of a bundle of conductors, an insulating inner sheath that surrounds the outer peripheral surface of the heating wire and is a mixture of an insulating material and a CNT (Carbon Nano-Tube) material, and the insulation. It may include a braided wire that surrounds the outer peripheral surface of the inner skin and improves the strength of the heating cable, and an outer shell that surrounds the outer peripheral surface of the braided wire and is made of an insulating material.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 절연내피는 상기 발열선의 외주면을 감싸며, 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피, 및 상기 제1 절연내피의 외주면을 감싸며, 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피를 포함하고, 상기 CNT 소재는 상기 제1 절연소재 및 상기 제2 절연소재 중 적어도 하나에 혼합될 수 있다. In addition, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the insulating inner sheath surrounds the outer peripheral surface of the heating wire, a first insulating inner sheath made of a first insulating material, and an outer peripheral surface of the first insulating inner sheath, and a second insulated inner sheath. It includes a second insulating inner layer made of a material, and the CNT material may be mixed with at least one of the first insulating material and the second insulating material.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 제1 절연소재의 전기 저항성이 상기 제2 절연소재의 전기 저항성 보다 높은 경우, 상기 CNT 소재는 상기 제2 절연소재에만 혼합되거나, 상기 제2 절연소재에 보다 높은 혼합비율로 혼합될 수 있다. In addition, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, when the electrical resistance of the first insulating material is higher than the electrical resistance of the second insulating material, the CNT material is mixed only with the second insulating material, or the CNT material is mixed with the second insulating material. 2 Can be mixed with insulating materials at a higher mixing ratio.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 제1 절연내피의 외주면 및 상기 제2 절연내피의 내주면은 요철 접합부를 포함할 수 있다. Additionally, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the outer peripheral surface of the first insulating inner sheath and the inner peripheral surface of the second insulating inner sheath may include a concavo-convex joint.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 요철 접합부는 기 설정 간격 마다 구비될 수 있다.Additionally, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the concavo-convex joint portion may be provided at preset intervals.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 요철 접합부는 상기 발열 케이블의 연장 방향 단면 형상이 역삼감형, 반구형, 사각형 중 적어도 하나의 형상일 수 있다. Additionally, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the concavo-convex joint may have a cross-sectional shape in the direction in which the heat dissipation cable extends at least one of an inverse triangle shape, a hemisphere shape, and a square shape.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 요철 접합부의 내측 접합면은 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다. Additionally, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the inner joint surface of the uneven joint may include at least one groove.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 외피는 절연 소재에 상기 CNT 소재가 혼합될 수 있다.Additionally, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the CNT material may be mixed with the insulating material for the outer shell.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 절연내피는 상기 발열선의 외주면을 감싸며, 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피, 상기 제1 절연내피의 외주면을 감싸며, 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피를 포함하고, 상기 CNT 소재는 상기 제1 절연내피 및 상기 제2 절연내피 사이에 구비될 수 있다. In addition, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the insulating inner sheath surrounds the outer peripheral surface of the heating wire, and includes a first insulating inner sheath made of a first insulating material, surrounding the outer peripheral surface of the first insulating inner sheath, and a second insulating material. It includes a second insulating endothelium composed of, and the CNT material may be provided between the first insulating endothelium and the second insulating endothelium.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 케이블은, 상기 CNT 소재는 상기 제1 절연내피의 외주면을 따라 권취되며, 인접하는 권취선은 상호 이격되어 구비될 수 있다.In addition, in the heat dissipation cable according to an embodiment of the present invention, the CNT material is wound along the outer peripheral surface of the first insulating inner skin, and adjacent winding lines may be provided to be spaced apart from each other.

본 발명에 따른 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블은 전력효율을 높여, 대면적에 스노우멜팅 시스템을 적용시 전력 소모를 줄일 수 있어, 탄소 중립 요구에 적합한 스노우멜팅 발열 케이블을 제공할 수 있다. The snowmelting heating cable for road snow melting according to the present invention can increase power efficiency and reduce power consumption when applying the snowmelting system to a large area, thereby providing a snowmelting heating cable suitable for carbon neutral requirements.

본 발명에 따른 도로 융설용 스노우멜팅 발열 케이블의 내전압 성능 증가로 인해, 내구 연한이 증가된 스노우멜팅 발열 케이블을 제공할 수 있다.Due to the increase in withstand voltage performance of the snowmelting heating cable for road snow melting according to the present invention, it is possible to provide a snowmelting heating cable with an increased durability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 AA'방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 BB'방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 부분구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 BB'방향 단면도이다.
Figure 1 is a perspective view of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view in the direction AA' of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view in the direction BB' of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the partial structure of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view in the direction BB' of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is merely for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 AA'방향 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 도 1의 도로 융설용 발열 케이블의 AA'방향 단면도이다.Figure 1 is a perspective view of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view in the direction AA' of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction AA' of the heating cable for road snow melting of FIG. 1.

본 발명에 따른 도로 융설용 발열 케이블(100)은 노면에서 소정 깊이로 매립되어 발열시킴으로써 눈이 쌓인 도로의 제설 및 제빙작업을 수행한다. 구체적으로, 도로 융설용 발열 케이블(100)은 주유소, 세차장 바닥 결빙 방지용, 경사도로, 급커브 구간, 건널목, 교량, 활주로, 옥상 및 지붕 눈녹임, 주요 진입로 또는 출입로, 공장, 공장 진입로 또는 출입로, 골프장 등에 매설되어 사용될 수 있다.The heating cable 100 for road snow melting according to the present invention performs snow removal and deicing work on snow-covered roads by being buried at a predetermined depth in the road surface and generating heat. Specifically, the heating cable 100 for road snow melting is used to prevent freezing of floors at gas stations and car washes, on slopes, sharp curves, crossings, bridges, runways, rooftops and roof snow melting, main access roads or access roads, factories, factory access roads or access points. It can be buried and used in furnaces, golf courses, etc.

본 발명에 따른 도로 융설용 발열 케이블(100)은 전류를 인가하여 발열하는 발열선(110), 상기 발열선의 외주면을 감싸고 절연소재로 구성된 절연내피(120, 130), 상기 절연내피(120,130)의 외주면을 감싸며, 상기 발열케이블의 강도를 향상시키는 편조선(140), 및 상기 편조선(140)의 외주면을 감싸고 절연소재로 구성된 외피(150)를 포함할 수 있다. The heating cable 100 for road snow melting according to the present invention includes a heating wire 110 that generates heat by applying electric current, an insulating inner sheath 120, 130 surrounding the outer peripheral surface of the heating wire and made of an insulating material, and an outer peripheral surface of the insulating inner sheath 120, 130. It may include a braided line 140 that surrounds and improves the strength of the heating cable, and a shell 150 that surrounds the outer peripheral surface of the braided line 140 and is made of an insulating material.

상기 발열선(110)은 복수의 도체 다발로 구성될 수 있다. 상기 발열선(110)은 양단에 인가되는 전압으로 전류가 흐르고 내부 저항으로 인해 발열하는 구성일 수 있다. 상기 발열선(110)는 구리(Cu) 성분으로 구성될 수 있다. 상기 발열선(110)의 도체 다발은 같은 방향과 같은 꼬임새의 길이로 이루어져 무작위의 나선형을 구성하는 전선 다발일 수 있다. The heating wire 110 may be composed of a plurality of conductor bundles. The heating line 110 may have a configuration in which current flows due to a voltage applied to both ends and generates heat due to internal resistance. The heating wire 110 may be made of copper (Cu). The conductor bundle of the heating wire 110 may be a bundle of wires formed in the same direction and with the same twist length to form a random spiral.

상기 절연내피(120,130)는 절연소재 및 CNT(Carbon Nano-Tube) 소재가 혼합되어 구성될 수 있다. 구체적으로, 절연내피(120,130)는 압출 공정에서 절연소재에 CNT 원료를 일정 비율로 혼합하여 생산할 수 있다. CNT 소재는 기계적 강도가 철보다 100배가량 뛰어나면서, 높은 열전도율을 가지고 있는 소재이다. CNT 소재는 강도가 높아 도로 융설용 발열 케이블(100)의 물리적 내구성을 높일 수 있다. 또한, CNT 소재는 높은 열전도율을 가지고 있어, 상기 발열선(110)에서 발생된 열을 외부로 빠르게 전달하여 발열선(110) 온도 증가에 따른 전력소모를 절감할 수 있다. 구체적으로, 절연내피(120, 130)를 절연소재 및 CNT 소재를 혼합하여 구성하는 경우, PCT(Positive Coefficient Temperature) 효율 약 20%로 발열 온도대비 전력 소모를 20% 절감하는 효과를 기대할 수 있다. The insulating inner skin (120, 130) may be composed of a mixture of insulating material and CNT (Carbon Nano-Tube) material. Specifically, the insulating inner skins 120 and 130 can be produced by mixing CNT raw materials with insulating materials at a certain ratio in an extrusion process. CNT material is a material that has mechanical strength about 100 times better than iron and has high thermal conductivity. CNT material has high strength and can increase the physical durability of the heating cable 100 for road snow melting. In addition, the CNT material has high thermal conductivity, so the heat generated in the heating line 110 can be quickly transferred to the outside, thereby reducing power consumption due to an increase in the temperature of the heating line 110. Specifically, when the insulating inner skin (120, 130) is composed of a mixture of insulating material and CNT material, the effect of reducing power consumption by 20% compared to the heating temperature can be expected with a PCT (Positive Coefficient Temperature) efficiency of about 20%.

상기 절연내피(120, 130)는 상기 발열선(110)의 외주면을 감싸며 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피(120) 및 상기 제1 절연내피(120)의 외주면을 감싸며 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피(130)로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 절연소재는 PTFE(Polytetrafluorethylene, 또는 Teflon) 소재일 수 있다. PTFE 소재는 높은 열안정성과 내화학성, 그리고 높은 융점을 가지는 결정성 소재이다. 또한, PTFE 소재는 매우 우수한 슬라이딩 특성, 우수한 전기 저항성 및 비첨착성 표면을 가져 절연소재로 활용성이 높다. 제2 절연소재는 XLPE(Cross Linked-Polyethylene) 소재는 폴리에틸렌의 우수한 절연성능을 향상시킨 물질로, 고온에 약한 폴리에틸렌과 달리 열저항성이 뛰어나며, 기계적 성질이 우수하고 내마모성, 내오존성, 내수성, 난영성이 우수하여 절연소재로 활용성이 높다. The insulating endothelium 120, 130 surrounds the outer peripheral surface of the heating wire 110 and consists of a first insulating endothelium 120 made of a first insulating material and a second insulating material surrounding the outer peripheral surface of the first insulating endothelium 120. It may be composed of a second insulating endothelium (130). Here, the first insulating material may be PTFE (polytetrafluorethylene, or Teflon). PTFE material is a crystalline material with high thermal stability, chemical resistance, and high melting point. In addition, PTFE material has excellent sliding characteristics, excellent electrical resistance, and a non-stick surface, making it highly useful as an insulating material. The second insulating material, XLPE (Cross Linked-Polyethylene), is a material that improves the excellent insulating performance of polyethylene. Unlike polyethylene, which is weak at high temperatures, it has excellent heat resistance, excellent mechanical properties, and wear resistance, ozone resistance, water resistance, and heat resistance. Due to its excellent properties, it is highly usable as an insulating material.

상기 CNT 소재는 상기 제1 절연소재 및 상기 제2 절연소재 중 적어도 하나에 혼합될 수 있다. 상기 제1 절연내피(120) 및 상기 제2 절연내피(130)에 상기 CNT 소재를 모두 포함하는 경우, 상기 CNT 혼합 비율을 달리 조절할 수 있다. 경우에 따라서, 상기 제1 절연소재의 전기 저항성이 상기 제2 절연소재의 전기 저항성 보다 높은 경우, 상기 CNT 소재는 상기 제2 절연소재에만 혼합될 수 있다. 또한, 상기 제1 절연소재의 전기 저항성이 상기 제2 절연소재의 전기 저항성 보다 높은 경우, 상기 CNT 소재는 상기 제2 절연소재에 보다 높은 혼합비율로 혼합될 수 있다. The CNT material may be mixed with at least one of the first insulating material and the second insulating material. When both the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130 contain the CNT material, the CNT mixing ratio can be adjusted differently. In some cases, when the electrical resistance of the first insulating material is higher than that of the second insulating material, the CNT material may be mixed only with the second insulating material. Additionally, when the electrical resistance of the first insulating material is higher than that of the second insulating material, the CNT material may be mixed with the second insulating material at a higher mixing ratio.

상기 편조선(140)은 부드러운 나동선이나 주석도금 처리된 구리 소선을 여러 가닥으로 꼬아 원형으로 짜낸 선으로, 유연성을 확보하면서 기계적인 움직임에도 상기 발열 케이블(100)의 강도를 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서, 상기 편조선(140)은 상기 외피(150)의 외주면을 감싸도록 더 구비될 수 있다. The braided wire 140 is a wire made by twisting several strands of soft bare copper wire or tin-plated copper wire and woven into a circular shape, and can improve the strength of the heating cable 100 even during mechanical movement while ensuring flexibility. In some cases, the braided line 140 may be further provided to surround the outer peripheral surface of the outer shell 150.

상기 외피(150)는 상기 편조선(140)의 외주면을 감싸고, 절연 소재로 구성될 수 있다. 상기 외피(150)를 구성하는 절연 소재는 폴리에틸렌의 우수한 절연성능을 향상시킨 물질로, 고온에 약한 폴리에틸렌과 달리 열저항성이 뛰어나며, 기계적 성질이 우수하고 내마모성, 내오존성, 내수성, 난영성이 우수한 XLPE(Cross Linked-Polyethylene) 소재일 수 있다. 경우에 따라서, 상기 외피(150)는 절연 소재에 상기 CNT 소재가 혼합될 수 있다. The outer shell 150 surrounds the outer peripheral surface of the braided line 140 and may be made of an insulating material. The insulating material that makes up the outer shell 150 is a material that improves the excellent insulating performance of polyethylene. Unlike polyethylene, which is weak at high temperatures, XLPE has excellent heat resistance, excellent mechanical properties, and excellent abrasion resistance, ozone resistance, water resistance, and anti-glare properties. It may be a (Cross Linked-Polyethylene) material. In some cases, the outer shell 150 may be made by mixing the CNT material with an insulating material.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블(100) BB'방향 단면도이다. 구체적으로, 도 3은 도 1의 도로 융설용 발열 케이블의 BB'방향 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view in the direction BB' of the heating cable 100 for road snow melting according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view in the BB' direction of the heating cable for road snow melting of FIG. 1.

본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블(100)은 상기 제1 절연내피(120)의 외주면 및 상기 제2 절연내피(130)의 내주면은 요철 접합부(121)를 포함할 수 있다. 상기 요철 접합부(121)는 상기 제1 절연내피(120)를 압출 공정 후 상기 제1 절연내피(120) 외주면에 상기 요철 접합부(121) 형상에 맞게 프레스하고, 상기 제2 절연내피(130)을 압출 공정하여 형성할 수 있다. The heating cable 100 for road snow melting according to an embodiment of the present invention may include an uneven joint 121 on the outer peripheral surface of the first insulating inner sheath 120 and the inner peripheral surface of the second insulating inner sheath 130. The concavo-convex joint 121 is formed by pressing the first insulating endothelium 120 to the outer peripheral surface of the first insulating endothelium 120 according to the shape of the concavo-convex joint 121 after an extrusion process, and forming the second insulating endothelium 130. It can be formed through an extrusion process.

상기 요철 접합부(121)는 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130)가 접하는 단면적을 증가하여, 발열효율을 높이는 효과를 기대할 수 있다. The uneven joint 121 can be expected to increase the cross-sectional area where the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130 are in contact, thereby increasing heat generation efficiency.

또한, 상기 요철 접합부(120)는 기 설정 간격 마다 구비되어, 상기 요철 접합부(120)가 형성된 부분과 상기 요철 접합부(120)가 형성되지 않은 부분에서 각기 다른 효과를 기대할 수 있다. 구체적으로, 상기 요철 접합부(121)는 상기 발열선(110)의 외주면과 외피(150)간 두께에서 상기 제1 절연내피(120)가 차지하는 두께 및 상기 제2 절연내피(130)가 차지하는 두께를 달리하는 요인으로 작용할 수 있다. 즉, 상기 요철 접합부(121)가 형성된 부분에서 상기 제2 절연내피(130)의 두께가 상기 요철 접합부(121)가 형성되지 않은 부분보다 두꺼울 수 있다. 반대로, 상기 요철 접합부(121)가 형성되지 않은 부분에서 상기 제1 절연내피(120)의 두께가 상기 요철 접합부(121)가 형성된 부분보다 두꺼울 수 있다. 상기 요철 접합부(121)가 형성된 부분과 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130)가 가지는 성질차이로 인한 구간별 다른 효과를 기대할 수 있다.In addition, the uneven joint 120 is provided at preset intervals, so that different effects can be expected in the portion where the uneven joint 120 is formed and the portion where the uneven joint 120 is not formed. Specifically, the uneven joint 121 has a thickness occupied by the first insulating inner sheath 120 and a thickness occupied by the second insulating inner sheath 130 in the thickness between the outer peripheral surface of the heating wire 110 and the outer sheath 150. It can act as a factor. That is, the thickness of the second insulating inner skin 130 at the portion where the concave-convex joint portion 121 is formed may be thicker than the portion where the concave-convex joint portion 121 is not formed. Conversely, the thickness of the first insulating endothelium 120 in the portion where the concavo-convex joint 121 is not formed may be thicker than the portion in which the concavo-convex joint 121 is formed. Different effects can be expected for each section due to differences in properties between the portion where the uneven joint 121 is formed and the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130.

일 실시예로, 제1 절연내피(120)와 제2 절연내피(130)는 다른 절연소재로 구성되어 전기 저항성 및 열 전도율에서 성질이 상이할 수 있다. 따라서, 상기 요철 접합부(121)는 형성된 부분과 형성되지 않은 부분에서 전기 저항성 및 열 전도율을 달리할 수 있다. 상기 제2 절연내피(130)에 CNT 소재가 포함되는 경우 상기 요철 접합부(121)가 형성된 부분이 상기 요철 접합부(121)가 형성되지 않은 부분보다 발열 효율이 높을 수 있다. 다만, 상기 제1 절연내피(120)의 전기 저항성이 높은 경우 상기 요철 접합부(121)에서 전기 저항성에 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 요철 접합부(121)에서는 발열 효율을 더 높여 부분별로 도로 위 눈을 녹이는 효율을 높이고, 요철 접합부(121)가 구비되지 않은 부분에서는 전기 저항성을 높여 상기 발열 케이블(100)의 내구 연한을 증대하는 효과를 기대할 수 있다. In one embodiment, the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130 are made of different insulating materials and may have different properties in terms of electrical resistance and thermal conductivity. Accordingly, the concavo-convex joint 121 may have different electrical resistance and thermal conductivity between formed and unformed portions. When the second insulating endothelium 130 includes a CNT material, the heat generation efficiency of the portion where the concavo-convex joint 121 is formed may be higher than that of the portion where the concave-convex joint 121 is not formed. However, if the electrical resistance of the first insulating endothelium 120 is high, the electrical resistance may be lowered at the uneven joint 121. Accordingly, the uneven joint 121 increases the efficiency of melting snow on the road in each section by further increasing the heat generation efficiency, and increases the electrical resistance in the portion not provided with the uneven joint 121, thereby shortening the durability of the heating cable 100. Increased effectiveness can be expected.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 부분구조를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 도 3의 요철 접합부(121)의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining the partial structure of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 is a diagram illustrating various embodiments of the uneven joint 121 of FIG. 3 .

상기 요철 접합부(121)는 상기 발열 케이블(100)의 연장 방향 단면 형상이 다양하게 구비될 수 있다. 형상별로 상기 요철 접합부(121)를 형성하는 난이도 및 단면적 증가가 달리할 수 있다. The uneven joint 121 may have various cross-sectional shapes in the direction in which the heating cable 100 extends. The difficulty of forming the uneven joint 121 and the increase in cross-sectional area may vary depending on the shape.

구체적으로, 도 4는 요철 접합부(121a,121b,121c,121d)의 다양한 실시예를 도시하고 있다. 상기 요철 도 4(a)를 참고하면, 상기 요철 접합부(121a)는 역삼각형의 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 도 4(b)를 참고하면, 상기 요철 접합부(121b)는 반구형의 단면을 가질 수 있다. 도 4(c)를 참고하면, 상기 요철 접합부(121c)는 사각형의 단면을 가질 수 있다. 도 4(d)를 참고하면, 상기 요철 접합부(121d)는 상기 요철 접합부(121d)의 내측 접합면에 적어도 하나의 홈을 더 포함할 수 있다.Specifically, Figure 4 shows various embodiments of uneven joints 121a, 121b, 121c, and 121d. Referring to the uneven FIG. 4(a), the uneven joint 121a may be formed to have an inverted triangle cross section. Referring to FIG. 4(b), the concavo-convex joint 121b may have a hemispherical cross-section. Referring to FIG. 4(c), the concavo-convex joint 121c may have a square cross-section. Referring to FIG. 4(d), the uneven joint 121d may further include at least one groove on the inner joint surface of the uneven joint 121d.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 융설용 발열 케이블 BB'방향 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 5의 도로 융설용 발열 케이블의 BB'방향 단면도이다Figure 5 is a perspective view of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a cross-sectional view in the direction BB' of a heating cable for road snow melting according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 6 is a cross-sectional view in the BB' direction of the road snow melting heating cable of FIG. 5.

본 발명에 따른 도로 융설용 발열 케이블(100)은 전류를 인가하여 발열하는 발열선(110), 상기 발열선의 외주면을 감싸고 절연소재로 구성된 절연내피(120, 130), 상기 절연내피(120,130)의 외주면을 감싸며, 상기 발열케이블의 강도를 향상시키는 편조선(140), 및 상기 편조선(140)의 외주면을 감싸고 절연소재로 구성된 외피(150)를 포함할 수 있다. The heating cable 100 for road snow melting according to the present invention includes a heating wire 110 that generates heat by applying electric current, an insulating inner sheath 120, 130 surrounding the outer peripheral surface of the heating wire and made of an insulating material, and an outer peripheral surface of the insulating inner sheath 120, 130. It may include a braided line 140 that surrounds and improves the strength of the heating cable, and a shell 150 that surrounds the outer peripheral surface of the braided line 140 and is made of an insulating material.

상기 발열선(110)은 복수의 도체 다발로 구성될 수 있다. 상기 발열선(110)은 양단에 인가되는 전압으로 전류흐르고 내부 저항으로 인해 발열하는 구성일 수 있다. 상기 발열선(110)는 구리(Cu) 성분으로 구성될 수 있다. 상기 발열선(110)의 도체 다발은 같은 방향과 같은 꼬임새의 길이로 이루어져 무작위의 나선형을 구성하는 전선 다발일 수 있다. The heating wire 110 may be composed of a plurality of conductor bundles. The heating line 110 may be configured to flow current with a voltage applied to both ends and generate heat due to internal resistance. The heating wire 110 may be made of copper (Cu). The conductor bundle of the heating wire 110 may be a bundle of wires formed in the same direction and with the same twist length to form a random spiral.

상기 절연내피(120, 130)는 상기 발열선(110)의 외주면을 감싸며 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피(120) 및 상기 제1 절연내피(120)의 외주면을 감싸며 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피(130)로 구성될 수 있다. 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130) 사이에는 CNT 소재(160)가 구비될 수 있다.The insulating endothelium 120, 130 surrounds the outer peripheral surface of the heating wire 110 and consists of a first insulating endothelium 120 made of a first insulating material and a second insulating material surrounding the outer peripheral surface of the first insulating endothelium 120. It may be composed of a second insulating endothelium (130). A CNT material 160 may be provided between the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130.

여기서, 제1 절연소재는 PTFE(Polytetrafluorethylene, 또는 Teflon) 소재일 수 있다. PTFE 소재는 높은 열안정성과 내화학성, 그리고 높은 융점을 가지는 결정성 소재이다. 또한, PTFE 소재는 매우 우수한 슬라이딩 특성, 우수한 전기 저항성 및 비첨착성 표면을 가져 절연소재로 활용성이 높다. 제2 절연소재는 XLPE(Cross Linked-Polyethylene) 소재는 폴리에틸렌의 우수한 절연성능을 향상시킨 물질로, 고온에 약한 폴리에틸렌과 달리 열저항성이 뛰어나며, 기계적 성질이 우수하고 내마모성, 내오존성, 내수성, 난영성이 우수하여 절연소재로 활용성이 높다. Here, the first insulating material may be PTFE (polytetrafluorethylene, or Teflon). PTFE material is a crystalline material with high thermal stability, chemical resistance, and high melting point. In addition, PTFE material has excellent sliding characteristics, excellent electrical resistance, and a non-stick surface, making it highly useful as an insulating material. The second insulating material, XLPE (Cross Linked-Polyethylene), is a material that improves the excellent insulating performance of polyethylene. Unlike polyethylene, which is weak at high temperatures, it has excellent heat resistance, excellent mechanical properties, and wear resistance, ozone resistance, water resistance, and heat resistance. Due to its excellent properties, it is highly usable as an insulating material.

상기 CNT 소재(160)는 상기 제1 절연내피(120)의 외주면을 따라 권취되며, 인접하는 권취서는 상호 이격(d)되어 구비될 수 있다. 상기 CNT 소재(160)는 기 설정 간격 마다 구비되어, 상기 CNT 소재(160)가 구비된 부분과 상기 CNT 소재(160)가 구비되지 않은 부분에서 각기 다른 효과를 기대할 수 있다. 구체적으로, 상기 CNT 소재(160)는 상기 발열선(110)의 외주면과 외피(150)간 두께에서 상기 제2 절연내피(130)가 차지하는 두께를 달리하는 요인으로 작용할 수 있다. 즉, 상기 CNT 소재(160)가 형성된 부분에서 상기 제2 절연내피(130)의 두께가 상기 CNT 소재(160)가 형성되지 않은 부분보다 얇을 수 있다. 상기 CNT 소재(160)가 형성된 부분과 형성되지 않은 부분은 상기 제2 절연내피(130)의 두께가 상이하고, 상기 CNT 소재(160) 유무에 따라 구간별 다른 효과를 기대할 수 있다.The CNT material 160 is wound along the outer peripheral surface of the first insulating inner skin 120, and adjacent windings may be provided spaced apart (d) from each other. The CNT material 160 is provided at preset intervals, so that different effects can be expected in parts where the CNT material 160 is provided and parts where the CNT material 160 is not provided. Specifically, the CNT material 160 may act as a factor in varying the thickness occupied by the second insulating inner skin 130 in the thickness between the outer peripheral surface of the heating wire 110 and the outer skin 150. That is, the thickness of the second insulating inner skin 130 in the portion where the CNT material 160 is formed may be thinner than the portion in which the CNT material 160 is not formed. The thickness of the second insulating inner skin 130 is different between the portion where the CNT material 160 is formed and the portion where the CNT material 160 is not formed, and different effects can be expected for each section depending on the presence or absence of the CNT material 160.

일 실시예로, 제2 절연내피(130)와 상기 CNT 소재(160)는 다른 소재로 구성되어 전기 저항성 및 열 전도율에서 성질이 상이할 수 있다. 따라서, 상기 CNT 소재(160)가 형성된 부분과 형성되지 않은 부분에서 전기 저항성 및 열 전도율을 달리할 수 있다. 구체적으로, 상기 CNT 소재(160)가 구비된 부분은 발열 효율이 높을 수 있다. 다만, 상기 CNT 소재(160)가 구비되지 않은 부분은 전기 저항성이 높을 수 있다. 따라서, 상기 CNT 소재(160)가 구비된 부분에서는 발열 효율을 더 높여 부분별로 도로 위 눈을 녹이는 효율을 높이고, 상기 CNT 소재(160)가 구비되지 않은 부분에서는 전기 저항성을 높여 상기 발열 케이블(100)의 내구 연한을 증대하는 효과를 기대할 수 있다.In one embodiment, the second insulating inner layer 130 and the CNT material 160 are made of different materials and may have different properties in terms of electrical resistance and thermal conductivity. Accordingly, the electrical resistance and thermal conductivity may be different in the portion where the CNT material 160 is formed and the portion where the CNT material 160 is not formed. Specifically, the portion provided with the CNT material 160 may have high heat generation efficiency. However, parts not provided with the CNT material 160 may have high electrical resistance. Therefore, in the part where the CNT material 160 is provided, the heat generation efficiency is further increased to increase the efficiency of melting snow on the road for each part, and in the part where the CNT material 160 is not provided, the electrical resistance is increased to increase the heat generation cable (100). ) can be expected to have the effect of increasing the durability of the product.

경우에 따라서는, 도 1에서 설명한 바와 같이 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130) 중 적어도 하나는 절연 소재와 상기 CNT 소재가 혼합되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130) 중 적어도 하나에 CNT 소재가 혼합되고, 상기 제1 절연내피(120)와 상기 제2 절연내피(130) 사이에 상기 CNT 소재(160)가 구비되어, 발열 효율을 더 증가할 수 있다. In some cases, as described in FIG. 1, at least one of the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130 may be configured to mix an insulating material and the CNT material. Specifically, a CNT material is mixed with at least one of the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130, and between the first insulating endothelium 120 and the second insulating endothelium 130. By providing the CNT material 160, heat generation efficiency can be further increased.

상기 편조선(140)은 부드러운 나동선이나 주석도금 처리된 구리 소선을 여러 가닥으로 꼬아 원형으로 짜낸 선으로, 유연성을 확보하면서 기계적인 움직임에도 상기 발열 케이블(100)의 강도를 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서, 상기 편조선(140)은 상기 외피(150)의 외주면을 감싸도록 더 구비될 수 있다. The braided wire 140 is a wire made by twisting several strands of soft bare copper wire or tin-plated copper wire and woven into a circular shape, and can improve the strength of the heating cable 100 even during mechanical movement while ensuring flexibility. In some cases, the braided line 140 may be further provided to surround the outer peripheral surface of the outer shell 150.

상기 외피(150)는 상기 편조선(140)의 외주면을 감싸고, 절연 소재로 구성될 수 있다. 상기 외피(150)를 구성하는 절연 소재는 폴리에틸렌의 우수한 절연성능을 향상시킨 물질로, 고온에 약한 폴리에틸렌과 달리 열저항성이 뛰어나며, 기계적 성질이 우수하고 내마모성, 내오존성, 내수성, 난영성이 우수한 XLPE(Cross Linked-Polyethylene) 소재일 수 있다. 경우에 따라서, 상기 외피(150)는 절연 소재에 상기 CNT 소재가 혼합될 수 있다. The outer shell 150 surrounds the outer peripheral surface of the braided line 140 and may be made of an insulating material. The insulating material that makes up the outer shell 150 is a material that improves the excellent insulating performance of polyethylene. Unlike polyethylene, which is weak at high temperatures, XLPE has excellent heat resistance, excellent mechanical properties, and excellent abrasion resistance, ozone resistance, water resistance, and anti-glare properties. It may be a (Cross Linked-Polyethylene) material. In some cases, the outer shell 150 may be made by mixing the CNT material with an insulating material.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although representative embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later but also by equivalents to the claims.

100: 발열 케이블 110: 발열선
120: 제1 절연내피 121: 요철접합부
130: 제2 절연내피 140: 편조선
150: 외피 160: CNT 소재
100: heating cable 110: heating wire
120: First insulating lining 121: Concavo-convex joint
130: second insulating inner layer 140: braided line
150: outer shell 160: CNT material

Claims (10)

전류를 인가하여 발열하는 발열 케이블에 있어서,
전류가 인가되어 발열하고 도체 다발로 구성된 발열선;
상기 발열선의 외주면을 감싸며, 절연소재 및 CNT(Carbon Nano-Tube) 소재가 혼합된 절연내피;
상기 절연내피의 외주면을 감싸며, 상기 발열 케이블의 강도를 향상하는 편조선; 및
상기 편조선의 외주면을 감싸고, 절연 소재로 구성된 외피;를 포함하고,
상기 절연내피는
상기 발열선의 외주면을 감싸며, 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피;
상기 제1 절연내피의 외주면을 감싸며, 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피; 및
상기 발열 케이블의 연장 방향을 따라 기 설정 간격으로 구비되고, 상기 제1 절연내피의 외주면 및 상기 제2 절연내피의 내주면에 구비된 요철 접합부;를 포함하고,
상기 제1 절연소재의 전기 저항성은 상기 제2 절연소재의 전기 저항성 보다 높고, 상기 CNT 소재는 상기 제2 절연내피에 상기 제1 절연내피보다 높은 혼합비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 발열 케이블.
In a heating cable that generates heat by applying current,
A heating wire that generates heat when an electric current is applied and is composed of a bundle of conductors;
An insulating lining that surrounds the outer peripheral surface of the heating wire and is a mixture of insulating material and CNT (Carbon Nano-Tube) material;
Braided wire that surrounds the outer peripheral surface of the insulating inner sheath and improves the strength of the heating cable; and
It includes a shell surrounding the outer peripheral surface of the braided line and made of an insulating material,
The insulating lining is
a first insulating inner shell surrounding the outer peripheral surface of the heating wire and made of a first insulating material;
a second insulating endothelium surrounding the outer peripheral surface of the first insulating endothelium and made of a second insulating material; and
It is provided at predetermined intervals along the extension direction of the heating cable, and an uneven joint provided on the outer peripheral surface of the first insulating inner sheath and the inner peripheral surface of the second insulating inner sheath;
The electrical resistance of the first insulating material is higher than that of the second insulating material, and the CNT material is mixed with the second insulating inner sheath at a higher mixing ratio than the first insulating inner sheath.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 요철 접합부는 상기 발열 케이블의 연장 방향 단면 형상이 역삼감형, 반구형, 사각형 중 적어도 하나의 형상인 것을 특징으로 하는, 발열 케이블
According to paragraph 1,
The concavo-convex joint is a heating cable, characterized in that the cross-sectional shape in the direction in which the heating cable extends is at least one of an inverse triangle shape, a hemispherical shape, and a square shape.
제1항에 있어서,
상기 요철 접합부의 내측 접합면은 적어도 하나의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 발열 케이블.
According to paragraph 1,
A heating cable, characterized in that the inner joint surface of the uneven joint includes at least one groove.
제1항에 있어서,
상기 외피는 절연 소재에 상기 CNT 소재가 혼합된 것을 특징으로 하는, 발열 케이블.
According to paragraph 1,
A heating cable, characterized in that the outer shell is a mixture of the CNT material and an insulating material.
제1항에 있어서,
상기 절연내피는
상기 발열선의 외주면을 감싸며, 제1 절연소재로 구성된 제1 절연내피; 및
상기 제1 절연내피의 외주면을 감싸며, 제2 절연소재로 구성된 제2 절연내피;를 포함하고,
상기 CNT 소재는 상기 제1 절연내피 및 상기 제2 절연내피 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는, 발열 케이블.
According to paragraph 1,
The insulating lining is
a first insulating inner shell surrounding the outer peripheral surface of the heating wire and made of a first insulating material; and
It includes a second insulating endothelium surrounding the outer peripheral surface of the first insulating endothelium and made of a second insulating material,
A heating cable, characterized in that the CNT material is provided between the first insulating inner sheath and the second insulating inner sheath.
제9항에 있어서,
상기 CNT 소재는 상기 제1 절연내피의 외주면을 따라 권취되며, 인접하는 권취선은 상호 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는, 발열 케이블.
According to clause 9,
The CNT material is wound along the outer peripheral surface of the first insulating inner skin, and adjacent winding lines are provided to be spaced apart from each other.
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