KR200389252Y1 - 온열판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전원 공급에 의해 발열이 이루어지는 온열판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양의 온도계수 특성을 갖는 발열소자에 의해 발열이 이루어지면서 전자파 발생이 거의 없고 전기 효율이 뛰어난 온열판에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안의 온열판은 전원의 인가에 의해 발열되는 온열판에 있어서, 단자접속구를 갖는 케이스와, 상기 케이스 내부 바닥에 형성한 바닥재와, 상기 바닥재 위에 형성한 절연층과, 상기 단자접속구와 연결되게 절연층 위에 배열 설치한 전선과, 상기 전선과 연결 설치하며 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자를 갖는 다수의 발열체와, 상기 발열체 위로 몰딩한 몰딩재와, 상기 몰딩재 위에 부착한 마감재를 포함하여 구성하였다.

따라서 본 고안은 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열체를 내장하므로 온열판을 신속하게 온열시키는 효과와, 전기료를 획기적으로 줄이는 유용한 효과가 있고, 또한 단선이나 과열, 전자파의 발생이 거의 없는 효과가 있으며, 원적외선의 방출과 각종 곰팡이 및 세균의 증식을 억제하는 등의 유용한 효과도 있다.

Description

온열판{A heating mat}

본 고안은 전원 공급에 의해 발열이 이루어지는 온열판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양의 온도계수 특성(PTC, Positive Temperature Coefficient)을 갖는 발열소자에 의해 발열이 이루어지면서 전자파의 발생이 거의 없고 전기 효율이 뛰어난 온열판에 관한 것이다.

일반적으로 전기 온열판(또는 온열매트)은 전기적인 저항에 의해 열을 발산하여 온열이 이루어지도록 하는 것으로, 대부분은 저항가열선을 채용한 구조로 이루어지며, 도선에 전류를 흘리는 직접 저항가열 방식으로 전기 열을 얻을 수 있도록 되어 있다.

이러한 전기 온열판은 대부분 두껍지 않고 납작한 형태의 적층된 구조로 이루어지며, 내부에는 절연 폴리에스테르필름, 고압스티로폴, 면상발열체, 세라믹페이퍼, 절연 폴리에스테르필름 및 시트 등을 적층하여 구성되고, 최근에는 이러한 구성물 이외에 황토, 옥, 각종 석재 등 다양한 소재를 부가하여 인체에 이로운 기능을 갖는 제품이 출시되고 있는 실정이다.

그러나 이와 같은 종래의 전기 온열판은 대부분 니크롬선이나 철니크롬선과 같은 금속 도선을 피복한 열선을 사용하므로 유해한 전자파가 많이 발생되어 인체에 해를 끼치게 되고, 특히 건강에 대한 관심이 고조된 최근에는 전자파가 과다하게 방출되는 열선을 이용한 제품의 경우, 소비자가 구매를 기피하는 주된 원인이 되었다.

또한 종래의 전기 온열판에 사용되는 열선은 발열량에 비해 과도한 전력을 소모하므로 많은 전기료 부담을 가중시키는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 온열판의 보급화를 실현 할 수 없는 심각한 문제점이 발생되었다.

더욱이 온열판에 사용되는 열선은 발열 과정에서 인체에 유해한 전자파가 과도하게 발생되어 인체에 악영향을 미칠 우려가 매우 높고, 이로 인하여 웰빙 생활을 선호하는 현대인들에게 온열판을 가일층 기피시키는 원인이 되었다. 또한 열선은 진동이나 충격에 매우 취약하므로 단선되는 경우가 비교적 빈번하게 발생되어 제품의 상품성과 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 발생되었다.

따라서, 최근에는 열선이 갖는 과도한 전기 소모 및 비효율성과 제반 문제점을 해결하기 위하여 카본열선, 무자계 열선, 합금 발열선 등 각종 대체 열선을 내장한 패널이 개발 출시되고 있다. 그러나 대체 열선을 내장한 온열판은 종래의 니크롬선이나 철니크롬선이 내장된 패널에 비하여 전자파의 발생 측면과 소비전력 측면에서 다소 개선된 점이 있었으나, 전자파 발생을 획기적으로 줄이지 못하고, 또한 소비전력 대비 발열 효율도 크게 개선시키지 못한 문제점이 발생되었다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 전력소비가 적으면서 높은 발열을 실현하고 온열판의 가열시간을 단축하며 또한 단선에 따른 고장과 화재의 우려가 없고 전자파의 발생이 거의 없는 온열판을 제공하는데 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 온열을 제공하는 기능 이외에 인체에 이로운 원적외선의 방출 및 각종 곰팡이 및 세균의 증식 억제하여 상품성과 기능성을 향상시킬 수 있는 온열판을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 온열판은 전원의 인가에 의해 발열되는 온열판에 있어서, 단자접속구를 갖는 케이스와, 상기 케이스 내부 바닥에 형성한 바닥재와, 상기 바닥재 위에 형성한 절연층과, 상기 단자접속구와 연결되게 절연층 위에 배열 설치한 전선과, 상기 전선과 연결 설치하며 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자를 갖는 다수의 발열체와, 상기 발열체 위로 몰딩한 몰딩재와, 상기 몰딩재 위에 부착한 마감재를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 온열판에 대한 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 온열판 내부에 설치되는 발열체의 배열 설치 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안의 온열판에 내장되는 발열체를 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 온열판의 내부 구조를 나타낸 부분 확대 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 고안의 온열판(100)은 크게 케이스(200), 바닥재(300), 절연층(400), 전선(500), 발열체(600), 몰딩재(700), 마감재(800)로 구성된다.

먼저, 케이스(200)는 온열판(100)의 바닥에 위치되는 것으로, 바닥재(300)와 몰딩재(700)를 수용할 수 있는 대략 직사각 패널 형상으로 형성하며, 일측부에 단자접속구(210)를 설치하여 컨트롤러(C)와 연결된 플러그(P)가 접속될 수 있도록 하였다.

바닥재(300)는 케이스(200) 안에 수용되어 소정 두께로 층을 형성하는 것으로, 본 고안의 실시예에서는 짚 10%중량부, 황토 20%중량부, 활성탄 30%중량부, 숯 40%중량부로 구성된 바닥재(300)를 사용하였으나, 이외에도 우레탄 등의 합성수지재를 사용하는 것도 가능한 것이다.

절연층(400)은 발열체(600)가 설치되기 이전에 바닥재(300) 위에 도포되는 것으로, 바닥재(300)와의 절연성을 향상시켜 전선(500) 및 발열체(600)와 바닥재(300)와의 얘기치 않은 합선 등을 미연에 방지하게 된다.

전선(500)은 다수의 발열체(600)가 설치되기 이전에 절연층(400) 위에 배열되는 것으로, 발열체(600)의 설치에 따른 고른 발열이 이루어지도록 도 1에서 도시한 바와 같이 일정간격으로 배열하고, 그 단부는 케이스(200)의 단자접속구(210)에 연결한다.

발열체(600)는 절연층(400) 위에 일정한 간격으로 다수 배치하는 것으로, 별도의 테이프(650) 등으로 고정하되 발열체(600)의 연결선(623)은 전선(500)과 연결 하며, 이러한 발열체(600)는 보다 세부적으로 발열소자(610), 전극판(620), 애자(630), 핀(640) 등으로 구성된다.

우선 발열소자(610)는 전원이 인가되는 경우 내부 저항에 의해 발열되는 소자로서, 본 고안에서는 그 바람직한 실시예로 양의 온도계수(PTC, Positive Temperature Coefficient) 특성을 갖는 도전성 고분자가 포함됨 세라믹 소재를 사용하였다.

여기서 양의 온도계수 특성이란 온도의 증가에 따라 고분자 용융 영역에서의 열적 팽창으로 인해 고분자 내에 있는 충진제 입자 사이의 층이 증가하게 되어 전자의 흐름이 방해를 받게 되고, 이로 인하여 온도가 증가함에 따라 저항이 갑자기 증가하는 현상을 말한다.

또한 발열소자(610)는 테두리면에 은이 포함된 전극지(611)를 부착하므로 전원이 인가되는 면을 보다 넓게 하였으며, 이로 인하여 발열소자(610)의 발열이 전체적으로 이루어져 발열 효율을 높이고 온열판(100)의 온열이 보다 신속하게 이루어지도록 하였다.

전극판(620)은 전선(500)을 통해 공급되는 전원을 발열소자(610)로 인가하도록 발열소자(610)의 상면과 저면에 각각 밀착되는 것으로서, 양단부에 구멍(622)을 갖는 단자부(621)를 형성하여 납땜 등에 의해 연결선(623)이 연결되도록 하였다.

애자(630)는 상기한 두개의 전극판(620) 사이 양측에 설치되어 전극판(620)의 합선을 방지하면서 발열소자(610)와 양 전극판(620)의 결합이 용이하고 견고하게 이루어지도록 하는 것으로, 평면과 저면에 단차면(單差面, 631)을 각각 형성하여 전극판(620)의 단자부(621)가 용이하게 결합될 수 있도록 하고, 또한 두개의 관통 구멍(632)을 각각 형성하여 단자부(621)와의 결합이 이루어질 수 있도록 하였다.

핀(640)은 양 전극판(620)과 애자(630)를 결합하기 위한 것으로, 전극판(620)의 단자부(621)와 애자(630)에 형성된 구멍(632)에 결합된 이후, 상단부 또는 하단부를 리벳팅, 납땜 등의 작업을 통해 양 전극판(620)과 애자(630)를 견고하게 결합시키게 된다.

그리고 핀(640) 결합이 완료된 발열체(600)는 상하 전극판(620)의 중앙부 둘레에 내열절연성 테이프(650)를 테이핑하므로 발열소자(610)와 전극판(620)의 밀착된 상태를 유지하고 발열소자(610)가 전극판(620) 사이에서 빠져나가는 것을 방지하게 된다. 또한 발열체(600)는 내열절연성 커버(660)를 씌우므로 몰딩을 통한 몰딩층 형성시 발열체(600)를 보호하게 된다.

한편, 몰딩재(700)는 몰딩작업을 통해 발열체(600)가 밀착된 바닥재(300) 위로 소정 두께의 몰딩층을 형성하여 바닥재(300)와 발열체(600)를 일체화하는 것으로, 이를 통해 발열체(600)의 파손을 방지하고, 발열이 온열판(100) 전체적으로 이루어지게 된다.

그리고 마감재(800)는 몰딩재(700) 위에 접착되어 온열판(100)의 미려한 외관미를 연출하는 것으로, 합성수지, 목재, 석재, 금속 등 다양한 재료와 무늬를 갖는 것을 사용하는 것이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시한 바와 같이 컨트롤러(C)의 조작을 통해 소정온도로 온도를 설정하면, 설정된 온도에 맞추어 온열판(100)의 단자부(621)로 전원이 인가되며, 다수의 발열체(600)는 전선(500)을 통해 인가되는 전류에 의해 발열되어 온열판(100)을 전체적이고 신속하게 가열시키게 된다.

도 2를 참조하여 발열체(600)의 발열 과정을 보다 상세하게 설명하면, 발열체(600)의 발열소자(610)는 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질이고, 또한 전극판(620)과 상하면이 밀착된 상태이므로 내부 저항으로 인해 최고 250℃(± 10)까지 신속하게 발열되어 발열체(600) 주변을 보다 빠르게 가열시키게 되며, 따라서 온열판(100)을 신속하게 온열시키게 된다.

특히, 본 고안의 온열판(100)에 사용된 발열체(600)의 소비전력은 개당 4.5W에 불과하므로 기존의 니크롬선이나 철니크롬선과 같은 열선에 비하여 전기료를 획기적으로 줄이게 된다.

또한, 본 고안의 온열판(100)은 세라믹 소재의 발열체(600)로 구성되므로 단선이나, 과열로 인한 고장 및 화재의 우려가 없고, 전자파의 발생도 거의 없으며, 또한 발열체(600)를 몰딩한 몰딩재(700)로 인하여 내구성도 크게 향상된다.

더욱이 본 고안은 짚, 황토, 활성탄, 숯으로 혼합 구성된 바닥재(300)를 사용하므로 발열체(600)의 가열로 인해 바닥재(300)가 가열되는 경우, 황토 성분에 의해 인체에 유익한 원적외선이 방출되고, 또한 활성탄과 숯 성분에 의해 각종 곰팡이 및 세균의 증식을 억제하게는 등 온열 기능이외에 인체에 많은 이로운 효과를 제공하며, 또한 온열판(100)의 상태를 항상 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 본 고안의 온열판(100)에 적용된 발열체(600)는 발열소자(610)의 테두리 면에 은을 포함한 재질의 전극지(611)를 부착하므로 발열소자(610)의 평면과 저면뿐만 아니라, 전후 측면에서도 전하의 흐름이 이루어져 발열소자(610)의 발열이 가일층 신속하게 이루어지며, 이로 인하여 온열판(100)의 가열시간을 더욱 단축시키게 된다.

그리고 본 고안은 세부적으로 양 전극판(620) 사이에 애자를 설치하므로 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 가질 수 있도록 하였으며, 애자(630)의 상면과 저면에는 단차면(631)을 형성하므로 전극판(620)과 애자(630)의 조립이 용이하게 이루어지도록 하고, 조립이 완료된 전극판(620)이 애자(630) 표면 보다 돌출되는 것을 방지하여 전체적으로 심플한 디자인의 발열체(600) 외관을 연출할 수 있도록 하였다.

더욱이 본 고안의 온열판(100)에 적용된 발열체(600)는 내열절연성 테이프(650)를 사용하여 전극판(620)을 테이핑하므로 양 전극판(620)과 발열소자(610)를 보다 안정적으로 밀착시키면서 발열소자(610)가 외부로 빠져나가는 것을 방지하였으며, 이를 통해 발열체(600)의 배열 설치작업이 보다 용이하게 이루어지도록 하였다.

그리고 본 고안은 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이 별도의 내열절연성 커버(660)를 발열체(600)에 씌워 사용하는 것이 가능하므로 이물질의 침투 등의 가능성을 배제할 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 본 고안의 실시예는 바람직한 일예를 설명한 것에 불과한 것으로, 본 고안의 적용범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 동일사상의 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 온열판은 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열체를 내장하므로 보다 높은 발열 온도를 실현하여 온열판을 신속하게 온열시키는 효과가 있고, 특히 낮은 소비전력으로 인하여 전기료를 획기적으로 줄여, 온열판의 상품성을 크게 향상시킨 매우 유용한 효과가 있다.

또한 본 고안의 온열판은 세라믹 소재의 발열체로 인하여 단선이나, 과열로 인한 고장 및 화재의 우려가 없고, 전자파의 발생이 거의 없는 등 제품에 대한 신뢰성 및 안전성을 획기적으로 향상시킨 매우 유용한 효과도 있는 것이다.

더욱이 본 고안은 짚, 황토, 활성탄, 숯으로 혼합 구성된 바닥재를 사용하므로 발열체의 가열에 따라 원적외선의 방출과 각종 곰팡이 및 세균의 증식을 억제하는 등 온열 기능이외에 인체에 많은 유익함을 제공하는 매우 유용한 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 온열판 내부에 설치되는 발열체의 배열 설치 상태를 나타낸 사시도,

도 2는 본 고안의 온열판에 내장되는 발열체를 나타낸 분리 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 온열판의 내부 구조를 나타낸 부분 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 온열판 200 : 케이스

210 : 단자접속구 300 : 바닥재

400 : 절연층 500 : 전선

600 : 발열체 610 : 발열소자

611 : 전극지 620 : 전극판

621 : 단자부 622 : 구멍

623 : 연결선 630 : 애자

631 : 단차면 632 : 구멍

640 : 핀 650 : 테이프

660 : 커버 700 : 몰딩재

800 : 마감재 C : 컨트롤러

Claims (4)

1. 전원의 인가에 의해 발열되는 온열판에 있어서,

   단자접속구(210)를 갖는 케이스(200)와;

   상기 케이스(200) 내부 바닥에 형성한 바닥재(300)와;

   상기 바닥재(300) 위에 형성한 절연층(400)과;

   상기 단자접속구(210)와 연결되게 절연층(400) 위에 배열 설치한 전선(500)과;

   상기 전선(500)과 연결 설치하며 양의 온도계수 특성을 갖는 세라믹 재질의 발열소자(610)를 갖는 다수의 발열체(600)와;

   상기 다수의 발열체(600) 위로 몰딩한 몰딩재(700)와;

   상기 몰딩재(700) 위에 부착한 마감재(800)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 온열판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 바닥재(300)는 짚 10%중량부, 황토 20%중량부, 활성탄 30%중량부, 숯 40%중량부인 것을 특징으로 하는 온열판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 바닥재(300)는 합성수지재인 것을 특징으로 하는 온열판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체(600)는 발열이 전체적으로 고르게 발생되도록 테두리 면에 전극지(611)를 부착한 발열소자(610)와;

   전선을 통해 공급되는 전원을 발열소자(610)로 인가하도록 발열소자(610)의 양면에 밀착되며, 구멍(622)을 갖는 단자부(621)를 형성한 전극판(620)과;

   상기 전극판(620) 사이에 설치될 수 있도록 평면과 저면에 단차면(631)과 구멍(632)을 형성한 애자(630)와;

   상기 전극판(620)과 애자(630)를 결합하는 핀(640)과;

   양 전극판(620)과 발열소자(610)의 밀착된 상태를 유지하면서 발열소자(610)가 전극판(620) 사이에서 빠져나가는 것을 방지하도록 전극판(620) 둘레를 감싼 내열절연성 테이프(650)와;

   피복을 위한 내열절연성 커버(660)

   를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 온열판.