KR20100009785A - 스팀발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 면상발열체를 이용하여 형성되는 발열수단과, 상기 발열수단을 절연시키기는 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되어 상기 발열수단을 재차 절연하는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며, 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은 산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연필름 중 어느 하나로 각각 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 절연층의 무게 및 두께가 감소소되는 이점이 있으며, 발열 저항이 줄어들게 되므로 히터의 성능이 향상되는 이점이 있다.
발열체, 히터, 스팀, 청소기, 절연, 절연필름, 발열량
Description
본 발명은 히터에 관한 것이다.
일반적으로 스팀청소기는 물을 가열함으로써 발생되는 스팀을 청소면에 분사하여 이물을 제거하는 것으로, 이를 위해 스팀청소기의 노즐에는 스팀을 생성하기 위한 스팀 발생장치가 구비되며, 상기 스팀 발생 장치의 내부에는 히터가 구비되어 고온의 열을 이용하여 물이 스팀으로 변환되도록 한다.
한편, 상기 히터는 일반적으로 시즈히터(Sheath heater)가 사용되며, 물에 닿는 부분이 접지(Ground)가 되지 않으므로 통상 표면에 테프론 코팅을 하거나 세라믹코팅을 통하여 절연되도록 함으로써, 스팀청소기를 이용한 청소작업 과정에서 감전사고 등과 같은 안전사고의 발생을 방지하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래 기술에 의한 히터는 표면에 형성된 테프론 코팅이나 세라믹코팅이 사용과정에서 충격이나 마찰에 의해 코팅된 부분이 벗겨질 우려가 있으므로 상기와 같은 경우 사용자가 감전사고를 당하게 될 우려가 있다.
한편, 상기와 같은 문제점으로 인하여 스팀청소기에 설치되어 사용되는 히터 에는 안전성이 향상되도록 이중절연이 요구되고 있다.
그러나, 상기와 같이 히터의 안전성을 확보하기 위하여 이중절연을 하게 될 경우 절연층이 히터 발생 열을 감소시키게 되므로 히터의 발열성능이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 히터의 발열수단 종류 및 절연구조를 개선하여 내부 열 저항을 감소시킴으로써 발열 성능을 향상시킨 히터를 제공하는 것이다.
본 발명은 면상발열체를 이용하여 형성되는 발열수단과, 상기 발열수단을 절연시키기는 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되어 상기 발열수단을 재차 절연하는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며, 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은 산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연필름 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 히터는 발열성능이 우수한 면상발열체를 이용하여 발열수단을 형성하고, 상기 발열수단에 산화마그네슘을 이용한 절연층과, 슬러리상 절연재료를 이용한 절연층 및 산화마그네슘(MGO)을 이용한 절연층이 적어도 2개 이상 조합되어 형성된다.
또한, 상기 슬러리상 절연재료를 이용한 절연층은 수산화마그네슘 슬러리를 이용하여 리퀴드 인젝션몰딩(Liquid Injection Molding : LIM)에 의해 형성되므로, 상기 산화마그네슘을 이용한 절연층과 함께 열전도도가 종래 절연층의 재료로 사용되던 테프론 코팅층이나 세라믹 코팅층보다 향상된다.
따라서, 상기와 같이 열전도도가 우수한 절연층을 통해 발열수단이 절연되므로 발열수단의 내부 열 저항이 줄어들게 되는 이점이 있으며, 이로 인하여 히터의 발열 성능이 향상되어 스팀청소기의 스팀생성이 원활해지는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 면상발열체의 외측으로 이중의 절연층이 더 형성되어, 이러한 이중 절연층을 통해 면상발열체의 손상을 방지할 수 있게 되는 이점이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1 에는 본 발명에 의한 일실시 예인 히터가 채용된 스팀청소기 노즐 내부 사시도가 도시되어 있다.
본 발명이 채용된 청소기의 노즐(1)에는, 노즐의 외관을 형성하며 안착부(11)가 형성되는 노즐 본체(10)와, 상기 노즐 본체(10)의 상측에 제공되어 상기 노즐 본체(10)의 내부를 차폐하는 노즐 커버(20)와, 상기 노즐 본체(10)의 일측에 제공되며 노즐에 의하여 흡입된 공기가 청소기의 본체(미도시)로 이동되도록 하는 연결부(30)가 포함된다.
상기 노즐 본체(10)에는, 피청소면으로부터 먼지를 포함한 공기가 흡입되도록 하는 공기 흡입부(12)와, 상기 공기 흡입부(12)를 통하여 흡입된 공기가 상기 연결부(30)측으로 이동되도록 하는 흡입 유로(13)가 제공된다.
상기 흡입 유로(13)는 상기 공기 흡입부(12)로부터 후방을 향하여 연장될 수 있다.
또한, 상기 노즐 본체(10)에는, 공급된 물이 스팀으로 변화되도록 하는 스팀 발생 장치(100)가 제공된다. 상기 스팀 발생 장치(100)는 상기 흡입 유로(13)의 상측 및 일측에 배치될 수 있다.
상기 스팀 발생 장치(100)에는, 공급된 물이 저장되는 물 탱크(110)와, 상기 물 탱크(110)의 일측에 제공되며 상기 물 탱크(110)로부터 소정 양만큼의 물이 흘러 들어가는 저수조(130)와, 상기 저수조(130)의 일측에 제공되며 상기 저수조(130)로부터 유입되는 물이 가열되도록 하는 가열부(150)가 포함된다.
이하에서는, 상기 스팀 발생 장치(100)의 구조에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 2 에는 본 발명에 의한 일실시 예인 히터가 내장되는 스팀발생장치의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있다.
상기 스팀 발생 장치(100)에는, 공급된 물이 저장되는 물 탱크(110)와, 상기 물 탱크(110)의 일측에 제공되며 상기 물 탱크(110)로부터 소정 양만큼의 물이 흘러 들어가는 저수조(130)와, 상기 저수조(130)의 일측에 제공되며 상기 저수조(130)로부터 유입되는 물이 가열되도록 하는 가열부(150) 및 상기 가열부(150)에서 생성된 스팀이 외부로 배출되도록 하는 스팀배출부(160)가 포함된다.
상기 가열부(150)는 대략 직육면체 형상으로 형성되며, 내부에는 물을 가열 하여 스팀이 발생되도록 하는 히터(200)가 제공된다. 상기 히터(200)는 면상발열체(600)로 형성되는 발열수단을 포함하여 형성되며, 아래에서는 상기 히터(200)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 3 에는 본 발명에 의한 일실시 예인 히터의 구조를 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 4 내지 도 9에는 본 발명에 의한 다양한 실시 예인 히터의 절연구조를 보인 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명에 의한 일실시 예인 히터(200)는 열을 발생시키기 위한 발명수단이 면상발열체(600)를 이용하게 된다.
상세하게, 상기 면상발열체(600)는 후막저항을 이용한 직접 통전 형태로, 철, 크롬, 니켈, 백금 등의 금속 박판을 에칭한 발열체와 탄화규소, 지르코니아, 탄소 등의 비금속 발열체와, 고분자 절연재에 원적외선 방사특성이 우수한 카본블랙과 카본섬유를 코팅하여 저항 발열을 이용하는 것 등이 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 종류의 면상발열체(600) 중에서 내구성이 강하며 열전도도가 우수하고 열팽창계수가 낮으며 무게가 가벼운 카본을 이용한 면상발열체(600)를 이용하여 상기 발열수단을 형성한다.
상기와 같이 형성되는 면상발열체(600)에 전원이 공급되면 면상발열체(600) 전체에서 열이 고르게 발생되어 열효율이 우수한 이점이 있다.
한편, 상기와 같이 형성된 발열수단에는 산화마그네슘(MGO, 900), 슬러리상 절연체(800), 절연시트(500) 중 어느 하나를 이용하여 제 1 절연층이 형성되고, 상기 제 1 절연층의 외측으로 상기 제 1 절연층을 형성한 재질과는 다른 재질을 가지 도록 산화마그네슘(MGO, 900), 슬러리상 절연체(800), 절연시트(500) 중 어느 하나를 이용하여 제 2 절연층이 형성된다.
여기서 상기 슬러리상 절연체(800)는 입도가 우수하며 안정한 수산화 마그네슘 슬러리로, 산화마그네슘(MGO,900)를 입도로 분쇄하여 분말을 형성하고 형성된 분말을 물과 혼합하여 교반시킨 다음 분산제를 부가하여 형성한다.
또한, 상기 절연시트(500)는 캡톤테이프(Kapton tape)가 사용되며, 이러한 캡톤테이프는 절연성과 내열성을 가지며 연성과 인장력이 우수한 것이 특징이다.
이하에서는 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층의 형성구조에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 4 에 도시된 실시 예에서는 상기 제 1 절연층이 절연시트(500)로 형성되고, 제 2 절연층이 슬러리상 절연체(800)로 형성된다.
이를 보다 상세히 살펴보면, 면상발열체(600)를 이용하여 형성된 발열수단에 상기 절연시트(500)가 권취되어 제 1 절연층을 형성하고, 상기 제 1 절연층 즉, 절연시트(500)가 권취된 발열수단은 대응되는 형상의 케이스(400) 내부에 수용된 상태에서 상기 케이스(400)의 내부와 제 1 절연층 사이에 슬러리상 절연체(800)를 주입하게 된다. 그리고, 상기와 같이 슬러리상 절연체(800)가 주입된 이후 상기 슬러리상 절연체(800)를 건조시킴으로써 상기 제 2 절연층이 형성된다.
그리고, 도 5에서는 상기 제 1 절연층이 슬러리상 절연체(800)로 형성되고, 상기 제 2 절연층이 절연시트(500)로 형성된다.
도 5에 도시된 실시 예의 설명에 앞서, 상기 히터(200)는 가열방식에 따라 유체와 직접 접하는 통가열 방식과, 유체와 직접 접하지 않고 별도의 열전도 부재를 이용하여 유체를 가열하는 간접가열 방식이 있으며, 상기 간접가열 방식의 경우 상기 제 2 절연층이 절연시트(500)로 형성될 경우 외측에 별도의 케이스(400)를 가지지 않는다.
이는, 상기 간접가열 방식의 경우 유체와 상기 절연시트(500)가 직접 접하지 않게 됨으로써 훼손이 방지되므로 제조되는 히터(200)의 무게를 고려해 볼 때 케이스(400)를 형성하지 않는 것이 더 바람직하기 때문이다.
도 5에 도시된 실시 예에서는 상기 면상발열체(600)로 형성된 발열수단을 대응되는 형상의 튜브(420) 내부에 수용하고, 상기 튜브(420)와 발열수단 사이 공간에 슬러리상 절연체(800)를 주입하여 건조시킴으로써 제 1 절연층을 형성하고, 상기와 같이 형성된 제 1 절연층의 외측에 절연시트(500)를 감아서 제 2 절연층을 형성하게 된다.
도 6 에서는 상기 제 1 절연층이 절연시트(500)로 발열수단에 권취되어 형성되고, 상기 제 1 절연층이 권취된 상태의 발열수단이 케이스(400) 내부에 수용된 상태에서 상기 제 1 절연층과 케이스(400) 사이 공간에 산화마그네슘(900) 파우더가 장입 이후 가압되어 제 2 절연층을 형성하게 된다.
한편, 도 7 에서는 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층이 산화마그네슘(900)과 절연시트(500)의 조합으로 형성된다.
즉, 상기 면상발열체(600)로 형성되는 발열수단이 이를 수용하는 튜브(420) 내부에 수용되고, 상기와 같이 수용된 발열수단과 상기 튜브(420) 내부공간 사이에 상기 산화마그네슘(900) 파우더가 장입된 이후 가압되어 제 1 절연층을 형성하게 된다.
그리고, 상기 제 2 절연층은 상기 튜브(420)의 외주면에 절연시트(500)를 권취함으로써 형성되며, 전술한 도 5의 실시 예와 마찬가지로 별도의 케이스(400)는 더 구비되지 않는다.
한편, 도 8 에서는 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층이 산화마그네슘(900)과 슬러리상 절연체(800)의 조합으로 형성된다.
즉, 상기 제 1 절연층은 상기 면상발열체(600)로 형성된 발열수단이 이를 수용하는 튜브(420) 내부에 수용되고, 상기 튜브(420)와 발열수단 사이에 슬러리상 절연체(800)가 주입된 이후 건조되어 형성된다.
그리고, 상기 제 2 절연층은 상기 튜브(420)가 수용되는 케이스(400) 내부에서 상기 튜브(420)와 케이스(400)의 내부 공간에 상기 산화마그네슘(900)이 장입된 이후 가압되어 형성된다.
한편, 도 9 에서는 도 8과는 반대로 상기 제 1 절연층이 산화마그네슘(900)으로 형성되고, 제 2 절연층이 슬러리상 절연체(800)로 형성된다.
즉, 발열수단과 이를 수용하는 튜브(420) 사이에는 산화마그네슘(900)이 장입 이후 가압되어 제 1 절연층을 형성하고, 상기 튜브(420)와 이를 수용하는 케이스(400) 사이에는 상기 슬러리상 절연체(800)가 주입 이후 건조되어 제 2 절연층을 형성하게 된다.
도 1 은 본 발명에 의한 일실시 예인 히터가 채용된 스팀청소기의 노즐 내부 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 일실시 예인 히터가 내장되는 스팀발생장치의 구성을 보인 단면도.
도 3 은 본 발명에 의한 일실시 예인 히터를 보인 도면.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 다양한 실시 예인 히터의 절연구조를 보인 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100..... 스팀발생장치 200..... 히터
400..... 케이스 500..... 절연시트
600..... 면상발열체 800..... 슬러리상 절연체
900..... 산화마그네슘
Claims (8)
- 면상발열체를 이용하여 형성되는 발열수단;상기 발열수단을 절연시키기는 제 1 절연층;상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되어 상기 발열수단을 재차 절연하는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며;상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은,산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연필름 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 절연필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 산화마그네슘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 산화마그네슘으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 절연필 름을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 산화마그네슘으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 절연필름으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연층은 절연필름으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 산화마그네슘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 슬러리상 절연체는,수산화마그네슘 슬러리(Slurry)임을 특징으로 하는 히터.
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