KR20090004168U - 원적외선 포직 히터 - Google Patents

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Abstract

본 고안에 따르면, 전원이 인가되면 원적외선을 방출하는 탄소섬유재질의 열선과 이 열선의 상면 및 하면에 위치한 실리카천과 이 열선과 실리카천의 사이에 위치하여 열선의 온도를 측정하는 열전대 및 이 열전대와 연결되며 열선에 선택적으로 전원을 인가하여 열선의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 포직 히터가 제공된다.
개시된 포직 히터에 의하면, 원적외선을 방사함으로써, 모재의 예열작업시에 모재 내부에서 외부로 열이 전도되며 전자파가 방출되지 않아 모재의 세부조직을 보호할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 탄소섬유재질의 열선과 실리카천을 사용함으로써 열 전달을 현저하게 향상시켜 에너지를 절감할 수 있게 된다. 게다가, 열선의 현재온도를 용이하게 파악할 수 있으며, 설정온도의 조작이 편리하다는 장점이 있다. 아울러, 본 고안의 포직 히터는 유연하게 변형이 가능하므로 파이프 등 다양한 형상의 모재에 사용할 수 있다.
원적외선, 히터, 탄소섬유, 예열, 실리카천

Description

포직 히터{Fabric Heater}
본 고안은 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업 현장의 각종 열처리(용접부 예열 등) 작업에 사용되는 섬유 재질의 포직 히터에 관한 것이다.
일반적으로 같은 종류 또는 다른 종류의 금속재료를 접합하는 방법으로 크게 나누어 융접법과 압접법이 있다.
융접법은 접합부에 금속재료를 가열.용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크용접, 가스용접, 테르밋용접 등이 있다.
압접법은 접합부에 외부의 강한 물리적 압력을 가해 접합하는 방법으로 가스압접이나 단접(鍛接)처럼 압력을 가하는 동시에 가열하는 방법을 특히 가열압접 또는 고온압접이라고 한다. 일반적으로 압접을 사용하는 재료에는 알루미늄, 구리 등과 같이 연성(延性)이 높은 재료를 사용하며 상온에서 가압하는 것만으로도 용접이 가능하여 냉간압접(冷間壓接)이라고 한다.
상기와 같이 다양한 용접 중에서 특히 열을 가하여 용접하는 경우에는 용접전에 모재의 전체 또는 이음부 부근의 온도를 올리고 용접하여 용접부의 냉각 속도를 늦춤으로써 열영향부의 경도를 낮추고 인성을 증가시키기 위하여 예열을 실시하 게 된다.
용접부를 예열하게 되면 온도 분포가 균일해지므로 열응력의 감소로 인하여 변형과 잔류응력의 발생이 감소하며, 예열로 인하여 용접부의 냉각속도는 늦어지게 되지만 수소의 방출, 경도 저하, 구속력 저하 등으로 인하여 균열발생이 적어지게 된다.
이와 같은 용접부의 예열에는 가스 토치 또는 세라믹 히터 등이 널리 사용되고 있는데, 상기와 같은 가스 토치 또는 세라믹 히터 등을 이용하여 용접부를 예열할 경우 모재의 세부조직을 파괴할 수 있다는 단점이 있다.
또한, 가스 토치의 경우 일정한 온도의 화염으로 용접부를 예열하여야 하므로 용접부의 예열 온도를 적절한 수준으로 맞추는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
또한, 세라믹 히터의 경우 곡면 등의 용접부에는 밀착시키기 어려우므로 열전달의 효율성이 매우 낮다는 단점이 있다.
본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 모재의 세부조직을 보호하며, 열전달을 향상시켜 에너지를 절감할 수 있으며, 온도조절이 용이한 포직 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 포직 히터는, 전원이 인가되면 원적외선을 방출하는 탄소섬유재질의 열선; 상기 열선의 상면 및 하면에 위치한 실리카천; 상기 열선과 상기 실리카천의 사이에 위치하여 상기 열선의 온도를 측정하는 열전대; 및 상기 열전대와 연결되며 상기 열선에 선택적으로 전원을 인가하여 상기 열선의 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 실리카천의 외면에 코팅되어 상기 열선에서 방출된 원적외선의 파장을 확장시키는 황토흙 내화 페인트를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제어부는, 상기 열선의 설정온도를 입력받는 온도입력부; 및 상기 열전대로부터 측정된 상기 열선의 온도와 상기 온도입력부를 통하여 입력된 상기 열선의 설정온도를 선택적으로 표시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.
게다가, 상기 실리카천은, 양단부에 결속용 통공이 형성된 것이 바람직하다.
본 고안의 포직 히터에 의하면, 원적외선을 방사함으로써, 모재의 예열작업시에 모재 내부에서 외부로 열이 전도되며 전자파가 방출되지 않아 모재의 세부조 직을 보호할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 탄소섬유재질의 열선과 실리카천을 사용함으로써 열 전달을 현저하게 향상시켜 에너지를 절감할 수 있게 된다.
게다가, 열선의 현재온도를 용이하게 파악할 수 있으며, 설정온도의 조작이 편리하다는 장점이 있다.
아울러, 본 고안의 포직 히터는 유연하게 변형이 가능하므로 파이프 등 다양한 형상의 모재에 사용할 수 있다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 포직 히터를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 포직 히터를 Ⅱ-Ⅱ선에 의하여 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시 된 포직 히터에서 열선의 상면에 위치한 실리카천을 제거한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 포직 히터(100)는 열선(140), 실리카천(110), 열전대(150) 및 제어부(120)를 포함한다.
상기 열선(140)은 탄소섬유 재질로 형성되어 전원을 인가하면 원적외선을 방출한다. 탄소섬유는 인체에 유해한 전자파 및 자외선은 발생시키지 않으면서 원적외선을 방출한다는 장점이 있다.
그리고, 상기 실리카천(110)은 상기 열선(140)의 상면 및 하면에 위치하여 열선(140)을 지지고정함과 동시에 열선(140)과 외부와의 접촉을 차단하여 절연성을 유지하도록 하는 역할을 한다. 이 실리카천(110)의 테두리부(115)에는 나일론을 덧대어 쉽게 마모되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
실리카 섬유는 석면을 대체하는 내열재로 1200℃의 온도에서도 견딜 수 있으며 절연성을 가진다. 이와 같은 실리카 섬유를 이용하여 천을 만들고 상기 열선(130)의 상면 및 하면에 위치시킴으로써 열선(130)이 절연성을 갖도록 하는 것이다.
상기 열전대(150)는 열선(140)과 실리카천(110)의 사이에 위치하여 상기 열선(140)의 온도를 측정한다.
열전대는 두 종류의 금속을 조합하였을 때 접합의 양단 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르는 현상을 이용하여 온도를 측정하는 장치로 백금-백금 로듐 열전대, 크로멜-알루멜 열전대, 철-콘스탄틴 열전대, 동-콘스탄탄 열전 대 등이 있다.
그리고, 상기 제어부(120)는 열전대(150)와 연결되며, 상기 열선(140)에 선택적으로 전원을 인가함으로써 열선(140)의 온도를 제어한다.
이와 같이 본 고안의 포직 히터(100)는 원적외선을 방사함으로써, 모재의 예열작업시에 모재 내부에서 외부로 열이 전도되며 전자파가 방출되지 않아 모재의 세부조직을 보호할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 탄소섬유재질의 열선(140)과 실리카천(110)을 사용함으로써 열 전달을 현저하게 향상시켜 에너지를 절감할 수 있게 된다.
한편, 상기 실리카천(110)의 외면에는 황토흙 내화 페인트(130)가 코팅된 것이 바람직하다.
황토흙 내화 페인트(130)는 상기 열선(140)에서 방출된 원적외선의 파장을 확장시키는 역할을 한다. 일반적으로 탄소섬유열선에서 방출되는 원적외선의 파장은 0.06~0.07 정도인데, 상기 황토흙 내화 페인트(130)를 통과하면서 원적외선의 파장이 0.1로 증가하게 된다.
원적외선의 파장이 증가하면 모재의 세부조직에 대한 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 상기 제어부(120)는 온도입력부(126) 및 디스플레이부(125)를 더 포함하는 것이 바람직하다,
상기 온도입력부(126)는 열선(140)의 설정온도를 입력받으며, 제어부(120)는 상기 온도입력부(126)로부터 입력된 설정온도와 상기 열전대(150)로부터 입력된 열 선(140)의 온도를 비교하여 상기 열선(140)에 전원을 인가 또는 차단한다.
즉, 상기 제어부(140)는 설정온도보다 열선(140)의 온도가 낮을 경우에는 상기 열선(140)에 전원을 인가하고, 설정온도보다 열선(140)의 온도가 높을 경우에는 전원을 차단하여 상기 열선(140)이 설정온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 상기 디스플레이부(125)는 상기 온도입력부(126)로부터 입력된 설정온도와 상기 열전대(150)로부터 입력된 열선(140)의 온도를 표시한다. 여기서, 상기 디스플레이부(125)는 일반적인 상황에서는 현재 열선(140)의 온도를 표시하고, 상기 온도입력부(126)로 설정온도가 입력되는 경우에는 설정온도를 표시하도록 하여 하나의 표시창으로 열선(140)의 온도와 설정온도를 선택적으로 표시하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 고안의 포직 히터(100)는 제어부(120)를 통하여 열선(140)의 현재온도를 용이하게 파악할 수 있으며, 설정온도의 조작이 편리하다는 장점이 있다.
또한, 본 고안의 포직 히터(100)는 일측에 상기 제어부(120)가 삽입 고정될 수 있는 주머니(117)가 형성되어 있다. 따라서, 제어부(120)를 조작한 후에는 제어부(120)를 상기 주머니(117)에 삽입하여 손쉽게 고정시킬 수 있으며, 제어부(120)를 외부의 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
한편, 상기 실리카천(110)의 양단부에는 결속용 통공(119)이 형성될 수 있다. 이 결속용 통공(119)은 본 고안의 포직 히터(100)를 원통형의 모재(10)에 말아서 사용하는 경우, 상기 결속용 통공(119)에 철사 등을 삽입하여 묶음으로써 포직 히터(100)가 모재(10)에 말린 상태로 고정시킬 수 있는 것이다.
도 4에는 상기와 같이 본 고안의 포직 히터(100)를 원통형 모재(10)에 말아서 고정시킨 모습을 나타낸 사시도가 도시되어 있다. 이와 같이, 본 고안의 포직 히터(100)는 유연하게 변형이 가능하므로 파이프 등 다양한 형상의 모재에 사용할 수 있다는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 포직 히터를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 포직 히터를 Ⅱ-Ⅱ선에 의하여 절단한 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 포직 히터에서 열선의 상면에 위치한 실리카천을 제거한 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 고안의 포직 히터를 모재에 말아서 고정시킨 모습을 나타낸 사시도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...포직 히터 110...실리카천
115...테두리부 117...주머니
119...결속용 통공 120...제어부
125...디스플레이부 126...온도입력부
130...황토흙 내화 페인트 140...열선
150...열전대

Claims (4)

  1. 전원이 인가되면 원적외선을 방출하는 탄소섬유재질의 열선;
    상기 열선의 상면 및 하면에 위치한 실리카천;
    상기 열선과 상기 실리카천의 사이에 위치하여 상기 열선의 온도를 측정하는 열전대; 및
    상기 열전대와 연결되며 상기 열선에 선택적으로 전원을 인가하여 상기 열선의 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포직 히터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실리카천의 외면에 코팅되어 상기 열선에서 방출된 원적외선의 파장을 확장시키는 황토흙 내화 페인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포직 히터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 열선의 설정온도를 입력받는 온도입력부; 및
    상기 열전대로부터 측정된 상기 열선의 온도와 상기 온도입력부를 통하여 입력된 상기 열선의 설정온도를 선택적으로 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포직 히터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 실리카천은,
    양단부에 결속용 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 포직 히터.
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