KR200335848Y1 - 전기전도성 탄소섬유를 이용한 전기 발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기전도성 탄소섬유를 전기 발열체로하는 여러 가지 형태의 구조를 갖는 발열체에 관한 것이다. 보온 혹은 가열을 필요로 하는 부위를, 전도성 탄소섬유를 발열체로 하고 유리섬유 혹은 전기절연성 피막으로 둘러 싼 형태로 구성되는, 다양한 형태의 발열체로서 둘러 싸고, 전기전도성 탄소섬유에 전원을 연결하여 전류를 흘려주어 가열하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의한 전기전도성 탄소섬유를 이용한 발열체를 이용하면, 탄소섬유의 높은 강도와 유연성 그리고 화학적 안정성으로 장시간 사용할 수 있고 내구성이 향상되므로, 기존의 금속저항선 발열체를 유리섬유로 피복하여 만들어진 면상 발열체 혹은 맨틀 히터 등의 단점인 짧은 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있고, 금속발열체의 부식에 의한 단선도 방지되어 단선으로 인한 안전사고를 방지할 수 있다.

Description

전기전도성 탄소섬유를 이용한 전기 발열체 {Electric Heater which Made of Electric Conductive Carbon Fibers}

본 발명은 전기전도성 탄소섬유를 이용한 다양한 형태의 전기 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보온이나 가열을 필요로 하는 화학 반응장치나 기타 가열이 필요한 부위를 전기전도성 탄소섬유를 이용한 다양한 형태의 발열체를 사용하여 둘러 싸 주고 발열체에 전원을 연결하여 발열시키는 것이다.

종래 사용되어 온 유사한 종류의 발열체는 금속저항선을 유리섬유로 피복하여 사용하여 왔으나, 금속저항선은 반복 사용으로 끊어지는 등 내구성이 좋지 않고, 부식이 일어나 수명이 짧고, 단선이 되면 열이 발생하지 않으므로 사고로 연결될 위험성이 있다.

상기한 바와 같이 종래 금속선으로 된 발열체의 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 전기전도성 탄소섬유로 제조되는 다양한 형태의 발열체를 사용하므로 탄소섬유의 고탄성 고강도의 성질과 화학적으로 안정한 특성으로 장기간 사용해도 끊어지지 않으며 변형이 없으므로 사용 중에 문제가 발생하지 않으므로 내구성을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 부식문제도 발생하지 않으므로 단선에 의한 사고를 방지하고 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명에 따른 전기전도성 탄소섬유를 이용하여 제조되는 다양한 형태의 발열체의 한 예이다..

도2는 본 발명으로 제조된 전기전도성 탄소섬유를 이용한 발열체의 하나인 면상 발열체 및 온도조절기를 사용하여 화학반응 용기를 가열하는 구성도의 한 예이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 유리섬유 피복체 또는 절연 피복체 2 : 탄소섬유 발열체

3 : 전극단자 4 : 전원 연결 플러그 온도센서

5 : 온도조절기 부착 전원 6 : 온도 센서

7 : 맨틀히타형 탄소섬유 발열체

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전기전도성 탄소섬유를 이용한 다양한 형태의 발열체의 제조는, 전기전도성 탄소섬유를 전기 발열체로 하여 여기에 전원을 연결할 수 있도록 전극단자를 부착하고 전원 연결용 플러그를 달아 제작하고 바깥부분을 유리섬유나 기타 절연성 물질로 피복시켜 주는 것을 기본으로 하여, 다양한 형상으로 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 전기전도성 탄소섬유의 양단부가 각각 전기적으로 접속되고, 탄소섬유의 양단부에 전원이 공급되며, 탄소섬유에 공급되는 전원은 가열부위의 필요한 온도에 따라 온도조절기로 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 전기전도성 탄소섬유를 이용한 발열체는, 탄소섬유(1)가 일정간격을 두고 배치되어 있고, 외부와의 전기적 접촉을 방지하기 위하여 탄소섬유(1)는 유리섬유나 기타 절연재(2)로 피복되어 있으며, 탄소섬유 양끝은 전류공급을 위하여 전극 단자(3)가 부착되어 있고 전선과 플러그(4)를 부착시켜 전원에 연결된다.

물론, 전기전도성 탄소섬유는 그물 모양의 망상이나, 밧줄 같은 다발상 혹은 얇게 펴진 섬유상 등 여러 가지 형태의 것을 사용할 수 있고, 일정 길이의 탄소섬유를 일정간격을 두고 배치하여 발열체를 구성할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 탄소섬유는 높은 탄성계수와 극히 높은 인장강도 및 화학적인 안정성에 의해 오랜 시간동안 사용해도 변형되거나 단선되지 않으며, 기타 외부 충격에도 끊어지지 않으며, 탄소섬유 특유의 유연성 때문에 어떠한 형태의 가열 부위이던지 둘러 싸 가열할 수 있으며, 기존의 금속 저항선으로 된 발열체가 갖고 있던 수명이 짧은 문제를 해결할 수 있는 것이다.

도2에는, 전도성 탄소섬유를 이용하여 제조된 면상발열체 및 맨틀히타형 발열체(7)와 온도조절기(5) 및 온도 센서(6)를 병용하여 화학반응 장치를 가열하는 장치구성도의 한가지 예를 설명한다.

위와 같이 유리섬유나 전기절연 피복재(1)를 씌운 후 탄소섬유의 양단부를 각각 전기적으로 접속하고, 이 탄소섬유의 양단부를 전원에 연결함으로써 탄소섬유에서 발생되는 열에 의해 보온이나 가열을 쉽게 행할 수 있다.

이때 탄소섬유에 공급되는 전원은 온도센서를 구비한 온도 콘트롤러를 병용하여 조절함으로서 탄소섬유 발열체의 온도를 일정 온도로 자동 제어할 수 있다.

본 발명에 의하면, 탄소섬유는 높은 탄성계수와 극히 높은 인장강도 및 화학적인 안정성에 의해 오랜 시간동안 사용해도 변형되거나 단선되지 않으며, 기타 외부 충격에도 끊어지지 않으며, 탄소섬유 특유의 유연성 때문에 어떠한 형태의 가열 부위이던지 둘러 싸 가열할 수 있으며, 기존의 금속 저항선으로 된 발열체가 갖고 있던 수명이 짧은 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 것이다. 또한 탄소섬유는 수백도 까지는 화학적으로 안정하기 때문에 부식문제도 발생하지 않으므로 단선에 의한 사고를 방지하고, 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 전기전도성 탄소섬유를 발열체로 하여 여기에 전원을 연결하고 그 외부를 유리섬유나 기타 절연물질로 피복시킨 형태의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 다양한 형태의 전기 발열체.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄소섬유가 그물 모양의 망상, 밧줄 모양의 다발상, 혹은 얇게 펴진 섬유상 등 다양한 구조를 이루고, 이를 유리섬유나 기타 절연물질로 둘러싸는 다양한 형태의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 발열체.