KR20030082100A - 면상발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상으로 구성되는 발열체에 관한 것으로 본 발명은 유연성과 내구성이 매우 우수함은 물론 인체에 유해한 전기파나 자기파가 발생하지 않도록 하며 또한 제품에 사용시에는 고르면서 균등하게 열이 전도될 수 있게 하는 면상발열체에 관한 것으로 본 발명은 양면테이프층(10)의 상부에 발열선(20)을 배치하고, 발열선(20)의 양 단부는 전기도선(30)(30')에 수회에 걸쳐 밀착 회권하여 접속 연결하여 단위 발열선 군(a)을 형성한 뒤 이를 다수의 군으로 병렬로 연결하며 그 표리면에 절연지나 절연필름(40)(40')을 부착하고, 절연지나 절연필름(40)의 상부에는 알루미늄증착층(50)을 갖는 다른 절연지나 절연필름(60)을 부착하여 된 것이다.

Description

면상발열체{Heating substance}

본 발명은 면상으로 구성되는 발열체에 관한 것으로 본 발명의 발열저항체는 유연성과 내구성이 매우 우수함은 물론 인체에 유해한 전기파나 자기파가 발생하지 않도록 하며 또한 제품에 사용시에는 고르면서 균등하게 열이 전도될 수 있게 하는 면상발열체에 관한 것이다.

일반적으로 면상발열체라 함은 전기에 의하여 발열이 되는 주로 전기장판이나 전기모포 또는 전기매트 등과 같은 제품에 사용되는 필수적인 구성요소로 이러한 면상발열저항체는 여러 가지의 기술적인 구성으로 이미 공지된 바 있다.

그러나 이미 공지된 면상발열체는 인체에 유해한 전기파와 자기파 즉, 전자파를 완전히 제거할 수 없었고 주로 내부의 열경화성의 합성수지로 된 절연필름지 내에 열선을 통상 좌우로 지그재그 형태로 배선을 하여 배치하는 것이었으나 선과 다른 선과의 간격이 매우 넓어 자기파를 생성시키는 주 요인이 되었음은 물론 열전도가 고르면서 균등하게 이루어지지 못하였다.

그리고 중요한 것은 상기한 발열선과 절연필름은 서로 열팽창계수가 다르기 때문에 상온에서 배열된 발열선과 절연지 내지는 절연필름이 그 내부 온도가 약 70℃ 로 상승하면 발열선은 열에 의하여 길이가 팽창되지만 절연지나 절연필름은 반대로 축소되는 부 특성을 가지므로 결국은 발열선이 뒤틀리거나 휘어져 면상발열체의 전체적으로도 뒤틀림이나 임의적인 변형이 생겨 제품의 질을 저하시키는 주 요인이 되었으며 심한 경우에는 발열선간에 합선이 되는 위험성을 가지고 있었다.

또한 발열선의 배치가 직열 상태로 배치되었기 때문에 발열선이 사용과정에서 어느 한 부분에서 단선이 될 경우에는 전기적인 스파크가 일어나서 그 부분이 과열되는 위험성을 수반하였고, 특히 발열선과 전기도선 간의 연결부분이 대부분별도의 압착단자를 이용하여 연결된 구조이기 때문에 압착구조에 따른 부분적인 단선에 따라 과열의 위험성이 있었으며, 압착단자 위에 절연지나 절연 필름층이 피착되면 압착단자의 견고성으로 그 면접되는 부위의 층에 손상을 가하게 되는 문제점을 내재하고 있었다.

따라서 본 발명은 면상발열체 외부에 인체에 유해한 전기파나 자기파가 발생되지 않도록 하는 전자파 차폐의 면상발열체를 제공하기 위한 것으로 발열선을 지그재그 형태로 조밀하게 배열하되 발열선을 여러 군으로 구획 형성하여 각 단위 군을 병렬로 서로 연결하고, 각 단위 발열선 군의 끝단부를 별도의 전기 도선에 여러 번 회권하여 접속되게 하며 이와 같이 배치된 발열선 군과 전기도선은 양면 테이프의 양면에 접착되게 하며 양면 테이프의 표리면에는 절연지나 절연필름을 부착시키고 다시 그 상면에는 알루미늄이 증착된 절연지나 절연필름을 추가로 형성시킬 수 있도록 한 것으로 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 (a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 구조를 나타내는 분리된 상태의 단면 설명도.

도 2는 본 발명이 배열된 상태를 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도.

도 4의 (a)는 본 발명의 일부만 나타낸 평면도.

(b)는 (a)의 점선부분 확대도.

(c)는 본 발명의 작용설명도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 양면테이프층 20: 발열선

30, 30': 전기도선 40, 40': 절연지나 절연필름

50: 알루미늄증착층 60: 절연지나 절연필름

본 발명은 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 양면테이프층(10)의 상부에 발열선(20)의 피치간격을 조밀하게 등 간격으로 지그재그 형상이 되도록 배치하되 발열선(20)의 양 단부는 전기도선(30)(30')에 수회에 걸쳐 밀착 회권하여 단위 발열선 군(a)을 형성하였다.

여기에서 각 발열선(20)은 니크롬선, 철크롬선, 동니켈선....과 같은 금속발열선이 사용되고 그 배열 간격(p)은 통상 1cm 이내로 함이 바람직하다.

양면테이프층(10)의 상부에는 상기한 구조로 배치된 단위 발열선 군(a)이 다수로 하여 면상발열체의 제품용도 및 크기에 따라 여러 개의 단위군(b)(c)(d)이 구획 설치되며 병렬형태로 배열 접속한다.

그리고 이와 같이 발열선(20)이 양면테이프층(10)에 배열 설치된 후에는 도 1의 (b)에서와 같이 그 표리면에 절연지나 절연필름(40)(40')을 부착한다.

또한 상부의 절연지나 절연필름(40)에는 알루미늄증착층(50)이 형성된 절연지나 절연필름(60)을 도 1의 (c)에서와 같이 부착하여 구성하며 본 발명의 발열선이 배치된 전체적인 평면상태는 도 2에 도시한 바와 같다.

그리고 본 발명은 면상발열체의 용도와 크기에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 일측의 전기도선(30')은 2개로 분할된 도선(30a)(30b)으로 구성하여 이에 발열선(20)의 일측을 회권시켜 연결할 수도 있다.

또한 본 발명은 필요에 따라 도 1(d)에 도시한 바와 같이 상부의 절연지나 절연필림(40)의 표면에 일루미늄증착층(50)을 형성하여 사용할 수도 있다.

그리고 또다른 실시예로는 도 1(e)에 도시한 바와 같이 상하의 절연지나 절연필름(40)(40')의 외표면에 알루미늄증착층(50)을 각각 형성하여 구성할 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 통상의 면상발열체의 용도로 각종의 발열제품에 사용하게 되는데 본 발명이 자기파를 차폐시키는 과정을 먼저 설명한다.

즉, 발열선을 좁은 간격(통상 1cm 이내)으로 배열함으로서 자기파의 차폐 특성을 갖게 되는데 각각의 발열선이 서로 동일한 선이므로 동일한 양의 전류로서 서로 반대되는 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이는 플레밍의 오른손 법칙에 의해 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 각각의 발열선에서 나오는 자기파는 이와 근접된 다른 발열선에서 나오는 자기파와 반대가 되어 서로 상쇄된다.

따라서 면상발열체의 위에서는 자기파가 나타나지 않게 되어 자기파의 차폐특성을 가지게 되는 것이다.

그리고 본 발명 면상발열체는 각 단위 발열체(a)(b)(c)(d)가 서로 병렬로 접속 연결되기 때문에 발열 전류를 다수의 선으로 분산시키므로 각 선에는 분산된 적은 전류가 흐르게 되어 만약 장기간 사용시 또는 기타의 사용자 부주의로 발열선이 단선시에는 단선된 부분에 전기적인 스파크가 생겨 열이 발생시에도 과열이 되지 않는 관계로 안전성을 추구할 수 있는 것이다.

또한 상기한 배열에 의한 본 발명은 면상발열체 전체적으로 고르게 열이 전도되기 때문에 사용의 효율성을 극대화시킴은 물론 과열에 의한 화재의 위험성도 없다.

그리고 본 발명 면상발열체는 그 최 상부층에 알루미늄증착층(50)이 형성된 절연지나 절연필름(60)이 구성되었기 때문에 이 부분을 외부에서 접지선에 연결할 수 있게 하여 내부에서 생성되는 전기파를 완전히 제거할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 면상발열체의 구조를 단순화시키기 위하여 필요에 따라 도 1(d)에 도시한 바와 같이 상부의 절연지나 절연필름(40)의 표면에 알루미늄증착층(50)을 형성시켜 사용할 수도 있으며 이와같이 구성한 경우에는 다른 절연지나 절연필름(60)의 구성이 생략된다.

그리고 또다른 실시예로는 도 1(e)에 도시한 바와 같이 상하의 절연지나 절연필름(40)(40')의 외표면에 알루미늄증착층(50)을 각각 형성하여 이부분의 접지로 내부의 전기파를 완전히 제거할 수도 있는 것이다.

본 발명은 배열된 발열선(20)과 전기도선(30)(30')을 종래와 같이 절연지나 절연필름에 직접 고정시키지 않고 중간에 양면테이프층(10)을 개재시켜 발열선(20)과 양면테이프층(10)이 서로 면접되는 부위는 사용시 열에 의하여 점성이 자연적으로 저하되기 때문에 일정한 유격공간이 생기도록 하여 발열선(20)과 전기도선(30) (30') 그리고 절연지나 절연필름(40)(40')과는 열 팽창율이 서로 다른데서 기인되는 전체적으로 뒤틀림 형상이나 발열선 간의 합선의 우려가 없는 것이다.

또한 본 발명은 전기도선(30)(30')에 발열선(20)의 양 끝단 부분을 일정한 길이로 연장시켜 수회에 걸쳐 회권시켜 서로를 연결 접속하였기 때문에 서로의 접촉 면적을 넓게 하여 접촉저항을 극소화시켜 접촉불량에 의한 부분 과열과 단선의 불량원인을 제거하여 내구성을 높임과 동시에 발열선과 전기도선 연결부위의 유연성을 가질 수 있는 것이다.

그리고 본 발명은 일측의 전기도선(30')을 2개로 분할시켜 사용할 경우에는 주로 2인용 전기장판이나 전열매트....등에 사용되는 것으로 분할된 전기도선(30a) (30b)에 의하여 필요한 사정에 따라 선택 사용할 수도 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 면상발열체는 인체에 유해한 전자파를 완전히 제거시킬 수 있음은 물론 발열선과 절연지 내지는 절연필름 간의 열팽창계수가 서로 다른데서 기인되는 뒤틀림 현상을 없는 것이고, 또한 면상발열체를 구성하는 발열선을 여러개의 군으로 구획한 단위체의 결합으로 구성하였기 때문에 단선에 따른 부분적 과열이 집중되는 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 발열선 군의 어느 한 부분이 단선이 된다하더라도 기타 나머지 부분은 정상적으로 사용할 수 있는 이점이 있으며, 전기 도선과 발열선의 연결부분의 접촉면적을 최대한 증대시킴으로 접촉저항을 최소화함은 물론 접촉불량에 의한 부분 과열과 연결부위의 유연성을 가질 수 있도록 하는 작용효과가 있다.

Claims (6)

1. 양면테이프층(10)의 상부에 발열선(20)을 배치하고, 발열선(20)의 양 단부는 전기도선(30)(30')에 수회에 걸쳐 밀착 회권하여 접속 연결하여 단위 발열선 군(a)을 형성한 뒤 이를 다수의 군으로 병렬로 연결하며 그 표리면에 절연지나 절연필름(40)(40')을 부착하고, 절연지나 절연필름(40)의 상부에는 알루미늄증착층 (50)을 갖는 다른 절연지나 절연필름(60)을 부착하여 된 면상발열체.
2. 제 1항에 있어서,

   양면테이프층(10)의 상부에 발열선(20)을 배치하고, 발열선(20)의 양 단부는 전기도선(30)(30')에 수회에 걸쳐 밀착 회권하여 접속 연결하여 단위 발열선 군(a)을 형성한 뒤 이를 다수의 군으로 병렬로 연결하며 그 표리면에 절연지나 절연필름(40)(40') 만을 부착하여 된 면상발열체.
3. 제 1항에 있어서,

   양면테이프층(10)의 상부에 지그재그형으로 배치된 발열선(20)의 상, 하 간격을 1cm 이내로 함을 특징으로 하는 면상발열체.
4. 제 1항에 있어서,

   2개로 분할된 도선(30a)(30b)에 발열선(20)의 일측을 각각 회권시켜 연결한면상발열체.
5. 제 1항에 있어서,

   상부의 절연지나 절연필름(40)의 표면에 알루미늄증착층(50)을 형성한 면상발열체.
6. 제 1항에 있어서,

   상,하의 절연지나 절연필름(40)(40')의 외표면에 알루미늄증착층(50)을 각각 형성한 면상발열체.