KR20050045808A

KR20050045808A - 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체

Info

Publication number: KR20050045808A
Application number: KR1020040063781A
Authority: KR
Inventors: 이미애
Original assignee: 이미애
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2005-05-17
Also published as: KR100580562B1

Abstract

본 발명은 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체에 관한 것으로서, 그 목적은 유해전자파를 별도의 전자파 차폐제를 사용함이 없이 물리적 또는 전기적 특성만을 개선시켜 그 전자파 차폐 기능을 보다 더 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 발열체를 제공하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 두께와 너비를 갖는 직물지(110)와, 상기 직물지(110)의 양측단에 대향되게 마련되어 소정의 전압을 인가 받는 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)과, 일단은 상기 (+)전극(120)에 부착되며 타단은 상기 (-)전극(122)을 향하도록 마련되는 복수의 제1전도체(124)와, 일단은 상기 (-)전극(122)에 부착되며 타단은 상기 (+)전극(120)을 향하도록 마련되되, 상기 제1전도체(124)와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제2전도체(126)와, 상기 (+)(-)전극(120)(122) 사이에 마련되어 상기 제1,제2전도체(124)(126)에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제1동선(130)을 포함하는 구성으로, 전자파 차폐를 위한 별도의 차폐제를 사용하지 않음으로써 제조 작업이 용이해져 대량생산이 가능하고 이로 인해 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자파 차폐 기능을 갖는 발열체{HEATING UNIT ABLE INTERCEPTION OF ELECTROMAGNETIC}

본 발명은 발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파 차폐를 위한 별도의 구성요소 없이 발열체 자체에서 전기적 특성만을 이용하여 전자파 차폐 기능을 강화시킬 수 있는 발열체의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전기를 이용한 발열체는 전기난로, 전기곤로, 가열로 및 발열체를 갖는 방한복이나 방한침낭 등에 사용되는 소정굵기의 저항선으로 이루어지는 선상발열체와 전기담요나 침대 또는 온열치료기 등에 사용되는 소정 두께 이하의 저항선으로 이루어지는 면상발열체가 있다.

이러한 발열체를 통해 열을 내는 방법은 물체(발열체)가 가지는 고유한 특성을 이용하여 발열체에 전기를 통하게 하여 전하의 충돌을 활용하는 것으로 여기에 해당되는 발열체로는 대체로 탄소와 결정구조가 비슷한 카본 섬유나 카본 분말이 널리 이용되고 있으며, 이들 발열체는 카본 섬유나 카본 분말에 전류를 인가함으로써 카본 섬유나 카본 분말에서 발생하는 저항에 의하여 발열이 되는 것이다.

그러나, 이러한 발열체는 인체에 유해한 전자파가 다량 방출되기 때문에 전자파를 차단하기 위한 여러 가지 방안이 안출되고 있는데, 가장 효과적이고 널리 사용되고 있는 방법은 카본 발열체 주변에 금속성 박판 또는 금속사를 직조하거나 격자형으로 구성하여 덧대는 것으로서, 이러한 금속으로는 동이 많이 사용되고 있다.

그 예로, 먼저 선상발열체의 종래 기술을 살펴보면, 대한민국 공개실용신안공보 공개 제 1999-14187호 '온열치료기용 전열선'과 대한민국 공개실용신안공보 공개 제 1998-62426호인 '무자기 전기열선'이 공지된 바 있다.

상기 종래 기술들의 전열선 구조는, 카본 발열심재의 주변에 각각 글라스 얀 편조층 및 석면 편조층을 구성하고, 그 외주에 제1, 제2실시콘을 공히 피복하고 있으며, 상기 제1, 제2실리콘 피복층의 사이에 전자파를 차단할 수 있는 Al박막층, 동선직조층 및 금속포일피복층 등을 각각 구성한 것이다.

또 다른 종래 기술인 대한민국 공개실용신안공보 공개 제 1999-14240호 '카본사 선상발열체를 이용한 자계 극감형 발열선'은 소정의 열저항을 갖는 카본사 선상발열체와, 상기 카본사 선상발열체의 노출 표피면에 편조와 헹권으로 가공 처리되어 있는 절연체와, 상기 카본사 선상발열체와 거의 동일한 길이를 가지며, 에나멜과 니켈 그리고 테프론 중 적어도 어느 둘 이상이 소정 순서로 코팅되어 있는 금속성 전도체 등을 합사하여 구성한 것이다.

한편, 카본을 이용한 면상발열체의 종래 기술을 보면, 대한민국 실용신안공개공보 공개 제 1998-25079호 '전자파 차단기능을 구비한 온열매트'가 소개된 바 있으며, 그 구성은 전자파차단부재인 동망(銅網) 및 수맥파 차단 및 열반사기능을 위한 알미늄판 등이 전기발열 히터층과 인체 사이에 위치하도록 형성된 것으로서, 즉 동망 및 알루미늄판이 카본 히터층과 별도로 적층 형성된 것이고, 또한 이러한 카본 물질에 기타의 광물질 섬유층을 혼용하여 사용할 수 있음도 기재하고 있다.

그러나, 이러한 작용으로 발열이 되는 선상 및 면상발열체는 먼저, 카본섬유나 카본분말을 사용함에 있어서 저항에 의하여 카본 섬유 등에서 열이 발생할 때 저항값이 일정하지 않아 국부적으로 과열현상이 발생함과 아울러 발열시 카본이 소진되어 그 수명이 짧다는 단점이 있을 뿐만 아니라 전하의 충돌을 이용하여 발열시키는 물리적 또는 전기적 특성으로 발생되는 전자파 제거를 위하여, 면상발열체의 경우 카본층과 다른 별도의 차폐막(동막, 은박지, 금박지 등)을 적용하고 있고, 선상발열체의 경우 카본 심재 외주에 실리콘 층을 비롯하여 동선 직조층이나 금속성을 합사시키는 등의 매우 복잡한 구조로 되어 있다.

특히 면상발열체의 경우, 발열 면적 전체에 카본 페이스트층을 형성하고 여기에 전기를 부여함으로서 전기적 저항에 의해 발열시키는 것이므로, 이와 별도로 저항발열체에서 발생하는 전자파 차폐수단인 금속막 또는 금속섬유 직조층 등이 따로 적층되거나 피복되어 있는 형태일 수밖에 없으므로, 제조 공정이 복잡하고 과다한 재료를 사용하여 생산성이 좋지 않은 문제점과 함께 제조비용이 고가인 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전원공급 후 발생되는 유해전자파를 별도의 전자파 차폐제를 사용함이 없이 특히 전기적 특성만을 개선시켜 그 전자파 차폐 기능을 보다 더 향상시킬 수 있는 발열체를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제작이 용이하며 제작비용을 절감할 수 있는 발열체를 제공하는데 있다.

상기 목적은 발열시키고자 하는 면적의 크기로 제작된 비전도체의 직물지 또는 섬유사의 직조물에 전도에 의하여 발열되는 (+)측 전도체 및 (-)측 전도체를 선상 또는 일정한 폭을 갖는 면상으로 인쇄하되, 이들을 동선을 매개로 전도될 수 있도록 함과 동시에 동선을 상기 직물지 또는 섬유사에 일체로 설치하여 발열과 동시에 전자파를 차폐할 수 있게 함으로서 달성된다.

본 발명은 소정의 두께와 너비를 갖는 직물지와, 상기 직물지의 양측단에 대향되게 마련되어 소정의 전압을 인가 받는 전원공급용 (+)(-)전극과, 일단은 상기 (+)전극에 부착되며 타단은 상기 (-)전극을 향하도록 마련되는 복수의 제1전도체와, 일단은 상기 (-)전극에 부착되며 타단은 상기 (+)전극을 향하도록 마련되되, 상기 제1전도체와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제2전도체와, 상기 (+)(-)전극 사이에 마련되어 상기 제1전도체 및 제2전도체에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제1동선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1전도체와 제2전도체는 탄소, 붕소, 니켈 중에 어느 하나로 선택된 전도성 분말을 필름 형상으로 스크린 인쇄한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원공급용 (+)(-)전극들 일측에는 상기 (+)(-)전극 주위에 유도 되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제1유도접지선이 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일정한 크기의 원단을 이루기 위해 조밀하게 배치되는 섬유사와, 상기 섬유사의 양측단에 대향되게 배치되되, 상기 섬유사와 함께 직조되어 소정의 전압을 인가 받는 전원공급용 (+)(-)동선과, 상기 섬유사에 직조되되, 일단은 상기 (+)동선에 부착되며 타단은 상기 (-)동선을 향하도록 마련되는 복수의 제3전도체와, 상기 섬유사에 직조되되, 일단은 상기 (-)동선에 부착되며 타단은 상기 (+)동선을 향하도록 마련되되, 상기 제3전도체와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제4전도체와, 상기 전원공급용(+)(-)동선 사이에 마련되어 상기 제3전도체와 제4전도체에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제2동선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3전도체 및 제4전도체는 전도성을 갖는 카본사, 철크롬사, 니켈크롬사 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원공급용 (+)(-)동선들 일측에는 상기 전원공급용 (+)(-)동선 주위에 유도되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제2유도접지선이 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 면상발열체의 구성도이고 도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 선상발열체의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 면상발열체(100)는 소정의 두께와 너비를 가지며 시트 형상의 통상에 직물지(110)와, 상기 직물지(110)의 양측단에 상호 대향되게 마련되어 별도의 전원공급기(미도시)를 통해 소정의 전압을 인가 받기 위한 전원공급용 (+)전극(120) 및 (-)전극(122)과, 일단은 상기 (+)전극(120)에 부착되며 그 타단은 상기 (-)전극(122)을 향하면서 실제로는 (-)전극(122)에 맞닿지 않도록 마련되는 복수의 제1전도체(124)와, 일단은 상기 (-)전극(122)에 부착되며 타단은 상기 (+)전극(120)을 향하면서 실제로는 (+)전극(120)에 맞닿지 않도록 마련되되, 상기 제1전도체(124)와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제2전도체(126)와, 상기 (+)(-)전극(120)(122) 사이에 마련되어 상기 제1전도체(124)와 제2전도체(126)에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생되면서 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제1동선(130)을 포함하여 구성된다.

상기 제1전도체(124)와 제2전도체(126)는 전도성을 갖는 분말로 이루어지는데, 여기서의 전도성 분말은 전도성을 가지면 특별히 한정되지 않으나 탄소, 붕소, 니켈 중에 어느 하나로 선택된 것을 사용하되, 가격, 전도성, 취급성을 감안하여 탄소를 사용함이 바람직하다.

상기 탄소, 붕소, 니켈은 대략 50-300메쉬의 입도를 갖는 것을 기본적으로 사용하며 바람직하게는 150-300메쉬의 것을 사용한다. 물론 나노 크기의 입도를 갖는 것을 사용할 수도 있다.

그리고, 상기와 같은 특성을 갖는 제1전도체(124)와 제2전도체(126)는 상기 탄소 또는 붕소 중에 선택된 전도성 분말을 필름 형상으로 스크린 인쇄한 것을 사용할 수 있으며, 그것을 페인팅 방식으로 처리할 수도 있다.

또한, 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)들 일측에는 상기 (+)(-)전극 (120)(122)주위에 비교적 많이 유도되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제1유도접지선(140)이 더 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 면상 발열체는 전도성 발열물질로 제1전도체(124) 및 제2전도체(126)를 구성하고, 이들을 제1동선(130)을 매개로 하여 전기적으로 연결시켰기 때문에 제1동선(130)은 발열체인 제1전도체 및 제2전도체와 일체로 구성되어 전도 역할과 함께 제1 및 제2전도체로부터 유도되는 전자파를 차폐할 수 있게 되므로, 전자파 차폐제를 따로 설치할 필요가 없는 간단한 구조를 이루게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 선상발열체는 앞서 설명된 면상발열체의 구성과 대체로 동일한 구성요소(전극 및 동선)를 섬유사와 직조하여 원단의 형태를 갖도록 그 형태가 선상으로 이루어지는 것이다.

선상발열체(200)는 일정한 크기의 원단을 이루기 위해 조밀하게 배치시켜 직조하기 위한 섬유사(210)와, 상기 섬유사(210)의 양측단에 대향되게 배치되되, 상기 섬유사(210)와 함께 직조되어 별도의 전원공급기(미도시)를 통해 소정의 전압을 인가받는 (+)동선(220) 및 (-)동선(222)과, 상기 섬유사(210)에 직조되되, 일단은 상기 (+)동선(220)에 부착되며 타단은 상기 (-)동선(222)을 향하면서 실제로는 상기 (-)동선(222)에 맞닿지 않도록 마련되는 복수의 제3전도체(224)와, 상기 섬유사(210)에 직조되되, 일단은 상기 (-)동선(222)에 부착되며 타단은 상기 (+)동선(220)을 향하면서 실제로는 상기 (+)동선(220)에 맞닿지 않도록 마련되되, 상기 제3전도체(224)와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제4전도체(226)와, 상기 전원공급용(+)(-)동선(220)(222) 사이에 마련되어 상기 제3전도체(224)와 제4전도체(226)에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제2동선(230)을 포함하여 구성된다.

상기 섬유사(210) 및 제3전도체(224)와 제4전도체(226)를 통해 하나의 원단으로 직조되는 상기 섬유사는 면, 폴리에스터, 마 등의 선 중에 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 바람직하게는 면을 사용함이 좋다.

상기 (+)(-)동선(220)(222)은 사용자의 선택에 따라서 적어도 하나 이상의 가닥을 갖으면 만족하고, 상기 제3전도체(224)와 제4전도체(226)는 전도성이 좋은 카본사, 철크롬사, 니켈크롬사 중에 어느 하나로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 제2동선(230)의 가닥수는 대체로 50선이 적당하나 발열 정도에 따라서 그 이상 또는 이하가 될 수 있는 것으로 그 선의 개수(가닥수)에는 제한을 받지 않는다.

그리고, 상기 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222)들 일측에는 이들 (+)(-)동선 (220)(222)주위에 유도되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제2유도접지선(240)이 더 마련되어 있다.

이러한 제2유도접지선(240)은 실과 같은 형태로 제조(뽑아)하여 상기 섬유사(210)와 함께 직조될수 있고, 그 형태가 다르게는 테이핑 방식으로 처리될 수도 있다.

이하, 도1과 도2를 참조하여 본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체(면상 및 선상)의 작용 및 그에 따른 효과를 상세하게 설명한다.

먼저, 면상발열체(100)의 경우를 살펴보면, 하나의 시트형상의 양측단에 대향되게 마련된 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)에 별도로 마련된 전원공급기(미도시)를 통해 소정 전압이 인가되면, 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)에 부착된 제1전도체(124)와 제2전도체(126)를 따라 전하가 형성되면서 전류가 흐르게 되어 발열(서로 다른 극성의 전하들 간에 충돌로 인해 발생됨)이 이루어지고 더불어 이때에 유해전자파가 발생된다.

이렇게 발생되는 전자파는 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122) 사이, 더욱 상세하게는 본 발명의 일실시예에서와 같이 상기 전원공급용(+)(-)전극(120)(122)의 대략 중간부위에 마련된 제1동선(130)에서 상기의 전자파를 흡수함으로써 내측에 유도되는 전자파를 제거함과 동시에 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)들 주위에 유도되는 비교적 높은 유해전자파는 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)의 일측에 각각 마련된 제1유도접지선(140)에서 흡수하여 접지를 통해 완벽하게 제거시킬 수 있게 된다.

다음으로, 선상발열체(200)의 경우를 살펴보면, 상술된 면상발열체(100)에 적용된 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)과 제1동선(130)의 구성을 전도성이 좋은 동선으로 구성하여 섬유사(210)와 함께 직조된다는 점이 다를 뿐, (+)(-)전하가 상호 충돌되면서 소정 온도로 발열될 시 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222) 사이에 마련된 제2동선(230)에서 상쇄시킴으로써 내측의 전자파를 제거하는 한편, 상기 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222) 주위에서 비교적 높게 유도되는 전자파를 제2유도접지선(240)을 통해 흡수하여 제거하는 구성은 대체로 동일하다고 하겠다.

따라서, 이렇게 구성되는 면상발열체(100) 및 선상발열체(200)는 상술된 바와 같은 전극(동선)(120)(122)(220)(222) 사이에 제1동선(130) 및 제2동선(230)을 마련함과 아울러 제1유도접지선(140)과 제2유도접지선(240)을 간단하게 구성함으로써 종래와는 다르게 별도의 전자파 차폐제를 사용하지 않고 특히 전기적 특성만을 응용시켜 비교적 간단하게 제작할 수 있게 되고, 이로써 대량생산을 실시함에 있어서 원가를 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 않으며, 각 전도체(124)(126)(224)(226)의 배열을 변경하는 등의 실시와 같이 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 발열체는 발열체층과 별도의 전자파 차폐를 사용함이 없이 특히, 직물지 또는 섬유사 직조층에 발열체를 구성하고, 동선이 전도와 함께 전자파를 차단시킬 수 있게 하는 전기적 특성만을 개선하는 구성을 갖춤으로써 유해 전자파 차폐 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 매우 간단하여 제조성, 대량생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 면상발열체의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐 기능을 갖는 선상발열체의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 면상발열체 110 : 직물지

120 : 전원공급용(+)전극 122 : 전원공급용(-)전극

130 : 제1동선 150 : 제1유도접지선

200 : 선상발열체 210 : 섬유사

220 : 전원공급용(+)동선 222 : 전원공급용(-)동선

230 : 제2동선 240 : 제2유도접지선

Claims

소정의 두께와 너비를 갖는 직물지(110)와, 상기 직물지(110)의 양측단에 대향되게 마련되어 소정의 전압을 인가 받는 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)과, 일단은 상기 (+)전극(120)에 부착되며 타단은 상기 (-)전극(122)을 향하도록 마련되는 복수의 제1전도체(124)와, 일단은 상기 (-)전극(122)에 부착되며 타단은 상기 (+)전극(120)을 향하도록 마련되되, 상기 제1전도체(124)와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제2전도체(126)와, 상기 (+)(-)전극(120)(122) 사이에 마련되어 상기 제1,제2전도체(124)(126)에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제1동선(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.
제1항에 있어서,

상기 제1전도체(124)와 제2전도체(126)는 탄소, 붕소, 니켈 중에 어느 하나로 선택된 전도성 분말을 필름 형상으로 스크린 인쇄한 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.
제1항에 있어서,

상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122)들 일측에는 상기 전원공급용 (+)(-)전극(120)(122) 주위에 유도되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제1유도접지선(140)이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.
일정한 크기의 원단을 이루기 위해 조밀하게 배치되는 섬유사(210)와, 상기 섬유사(210)의 양측단에 대향되게 배치되되, 상기 섬유사(210)와 함께 직조되어 소정의 전압을 인가 받는 전원 공급용(+)(-)동선(220)(222)과, 상기 섬유사(210)에 직조되되, 일단은 상기 (+)동선(220)에 부착되며 타단은 상기 (-)동선(222)을 향하도록 마련되는 복수의 제3전도체(224)와, 상기 섬유사(210)에 직조되되, 일단은 상기 (-)동선(222)에 부착되며 타단은 상기 (+)동선(222)을 향하도록 마련되되, 상기 제3전도체(224)와 일정 간격을 유지하도록 배치되는 복수의 제4전도체(226)와, 상기 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222) 사이에 마련되어 상기 제3전도체(224)와 제4전도체(226)에 흐르는 서로 다른 전하의 충돌로 인해 소정의 열이 발생될 시 유도되는 전자파를 흡수하기 위한 제2동선(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.
제4항에 있어서,

상기 제3전도체(224)와 제4전도체(226)는 전도성을 갖는 카본사, 철크롬사, 니켈크롬사 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.
제4항에 있어서,

상기 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222)들 일측에는 상기 전원공급용 (+)(-)동선(220)(222) 주위에 유도되는 전자파를 흡수하여 접지시키기 위한 제2유도접지선(240)이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체.