KR20100010163A - 스팀청소기용 히터 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 피티씨 세라믹을 이용하여 형성되는 발열체와, 상기 발열체가 내부에 수용되는 케이스와, 상기 케이스 내부에서 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 제 1 절연층과, 상기 케이스 내부에서 상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며, 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은 산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연시트 중 어느 하나로 각각 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 절연층의 무게 및 두께가 감소소되는 이점이 발열 저항이 줄어들게 되므로 히터의 성능이 향상되는 이점이 있다.

발열체, 히터, 스팀, 청소기, 절연, 케이스

Description

스팀청소기용 히터 및 이의 제조방법{A heater for steam cleanner and manufacturing method of the same}

본 발명은 스팀청소기용 히터 및 이의 제조방법에 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 스팀청소기용 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 히터에는 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 절연구조를 개선하여 내부 열 저항을 감소시킴으로써 발열 성능을 향상시킨 히터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기와 같은 히터의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 피티씨 세라믹을 이용하여 형성되는 발열체와, 상기 발열체의 적어도 일부분을 감싸도록 형성되어 상기 발열체를 절연시키는 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층의 적어도 일부분을 감싸도록 형성되는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며, 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은 산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연시트 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서 본 발명은 피티씨 세라믹을 이용하여 형성되는 발열체와, 상기 발열체가 내부에 수용되는 케이스와, 상기 케이스 내부에서 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 제 1 절연층과, 상기 케이스 내부에서 상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며, 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은 산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연시트 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 의한 히터의 제조방법은 피티씨 세라믹을 이용하여 발열체 가 형성되는 단계와, 상기 발열체에 절연시트, 슬러리상 절연체, 산화마그네슘 중 어느 하나를 이용하여 제 1 절연층이 형성되는 단계와, 상기 제 1 절연층에 절연시트, 슬러리상 절연체, 산화마그네슘 중 어느 하나를 이용하여 제 2 절연층이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 히터는 피티씨 세라믹을 발열체로 형성하고, 상기 발열체에 산화마그네슘을 이용한 절연층과, 슬러리상 절연재료를 이용한 절연층 및 산화마그네슘(MGO)을 이용한 절연층이 조합되어 적어도 2개 이상의 절연층이 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 발열체가 절연되므로 발열체의 내부 열 저항이 줄어들게 되는 이점이 있으며, 이로 인하여 히터의 발열 성능이 향상되어 스팀청소기의 스팀생성이 원활해지는 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 스팀청소기의 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, 피 청소면으로부터 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 설 명하며, 스팀발생장치 내부에 구비되는 히터는 가열방식에 따라 히터가 물에 잠긴 상태에서 과열되어 증기를 발생시키는 통가열 방식과, 발열체와 연결된 열전도 부재를 물에 잠기도록 형성하여 증기를 발생시키는 간접가열방식이 포함된다.

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 상기 저수조에서 유입되는 물에 일정 부분이 잠긴 상태에서 물을 가열하여 스팀이 발생되도록 하는 통가열 방식의 히터(200)가 제공된다. 상기 히터(200)는 피티씨 세라믹을 이용하여 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 도전판(700)을 통해 전원을 공급받아 피티씨 세라믹소자(600)의 발열성능을 이용해 열을 발생시킨다.

상기 피티씨 세라믹소자(600)는 정특성 써미스터(Thercister)라도고 불리는 반도체 소자로, 일정온도를 유지하는 발열성능을 가진다.

상세하게, 상기 피티씨 세라믹소자(600)는 일정온도 이상으로 온도가 상승하면 저항이 커지면서 전류가 줄어들게 되고, 온도가 일정온도 이하로 떨어지게 되면 저항이 상승하면서 전류가 증가하여 온도가 올라가는 현상을 반복하면서 일정한 온도로 수렴하여 발열성능을 발휘한다.

따라서, 상기와 같은 피티씨 세라믹소자(600)를 이용하여 형성된 발열체는 일정온도 이상으로 온도가 상승하지 않게 되므로 안정성이 향상되는 이점이 있다.

한편, 상기와 같이 형성된 발열체는 알루미늄 재질로 형성되는 케이스(400) 내부에 수용된 상태에서, 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 가지도록 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(Mg(OH)2) 슬러리로, 산화마그네슘(MGO,900)을 입도로 분쇄하여 분말을 형성하고 형성된 분말을 물과 혼합하여 교반시킨 다음 분산제를 부가하여 형성한다.

이하에서는 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층의 형성구조에 관하여 첨부된 도 면을 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, 피티씨 세라믹소자(600)와 도전판(700)으로 형성된 발열체가 대략 직사각 형상의 케이스(400) 내부에 수용된 상태에서 상기 발열체에 상기 절연시트(500)가 권취되어 제 1 절연층이 형성된다.

그리고, 상기 제 1 절연층과 상기 케이스(400) 내부 사이의 공간에는 상기 슬러리상 절연체(800)가 주입된다. 그리고, 상기와 같이 슬러리상 절연체(800)가 주입된 이후 상기 슬러리상 절연체(800)가 건조되면 상기 제 2 절연층이 형성된다.

도 5에서는 상기 제 1 절연층이 슬러리상 절연체(800)로 형성되고, 상기 제 2 절연층이 절연시트(500)로 형성되는 절연조합이 도시된다.

이와 같은 조합에서는 히터(200)의 가열방식이 간접가열 방식일 경우 별도의 케이스(400)를 포함하지 않는다.

즉, 상기 절연시트(500)에 의해 형성되는 제 2 절연층이 직접 물에 닿지 않기 때문에 별도의 케이스(400)를 형성하지 않고 상기 제 2 절연층과 연결되는 열전도 부재만 물과 닿을 수 있도록 구성된다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 도 5의 실시 예에서는, 상기 피티씨 세라믹소자(600)와 도전판(700)으로 형성된 발열체의 외측으로 대응되는 크기의 튜브(440)가 구비되고, 상기 튜브(440)와 발열체 사이에 슬러리상 절연체(800)를 주입한 이후 건조시킴으로써 제 1 절연층이 형성된다.

그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 절연층의 외측에 절연시트(500)를 감아서 제 2 절연층이 형성되어 절연조합을 이루게 된다.

도 6 에서는 상기 제 1 절연층이 절연시트(500)로 발열체에 권취되어 형성되고, 상기 제 1 절연층이 권취된 상태의 발열체는 케이스(400) 내부에 수용된다.

그리고, 상기와 같은 상태에서 상기 제 1 절연층과 케이스(400) 사이에 산화마그네슘(900) 파우더가 장입된 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 제 1 절연층은 피티씨 세라믹소자(600)와 도전판(700)으로 형성되는 발열체가 이를 수용하는 튜브(440) 내부에 수용되고, 상기와 같이 수용된 발열체와 상기 튜브(440) 사이의 내부공간에 상기 산화마그네슘(900) 파우더가 장입된 이후 가압되어 제 1 절연층을 형성하게 된다.

그리고, 상기 제 2 절연층은 상기 케이스(400)의 외주면에 절연시트(500)를 권취함으로써 형성되어, 전술한 도 5의 실시 예와 마찬가지로 별도의 케이스(400)를 사용하지 않고 간접가열 방식에 사용가능한 히터(200)의 절연조합을 이루게 된다.

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 피티씨 세라믹소자(600)와 도전판(700)으로 구성되는 발열체가 이를 수용하는 튜브(440) 내부에 수용되고, 상기 튜브(440)와 발 열체 사이에 슬러리상 절연체(800)가 주입된 이후 건조되어 형성된다.

그리고, 상기 제 2 절연층은 상기 튜브(440)를 수용하는 케이스(420) 내부에서 상기 튜브(440)와 케이스(400) 사이의 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, 발열체와 이를 수용하는 튜브(440) 사이에는 산화마그네슘(900)이 장입 이후 가압되어 제 1 절연층을 형성하고, 상기 튜브(440)와 이를 수용하는 케이스(400) 사이에는 상기 슬러리상 절연체(800)가 주입 이후 건조되어 제 2 절연층을 형성하게 된다.

이하에서는 상기와 같이 다양한 실시 예로 조합 가능한 본 발명에 의한 히터의 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10에는 본 발명에 의한 히터의 제조방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 히터(200)는 우선 피티씨 세라믹소자(400)를 도전판(700)의 상측에 다수 배열하여 발열체를 형성하는 단계를 가진다. 그리고, 상기와 같은 단계를 거쳐 형성된 발열체는 산화마그네슘(900), 슬러리상 절연체(800), 절연시트(500) 중 어느 하나를 이용하여 절연될 수 있도록 제 1 절연층을 형성하는 단계를 가진다.

상기 제 1 절연층을 형성하는 단계에서는, 사용되는 물질의 종류에 따라 별 도의 케이스(400)가 선택적으로 구비된다.

즉, 상기 제 1 절연층을 형성하기 위하여 산화마그네슘(900) 또는 슬러리상 절연체(800)가 사용될 경우에는 파우더 형태의 산화마그네슘(900) 또는 슬러리상 절연체(800)가 상기 발열체를 감싸는 상태로 고체화되기 위하여 별도의 케이스(400) 내부에 장입 또는 주입하여 가압 또는 건조를 통해 고체화 시키게 된다.

이에 반해 상기 절연시트(500)는 상기 발열체에 권취되기 때문에 별도의 케이스(400)를 가지지 않고서도 절연층을 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 상기 절연시트(500)가 제 2 절연층을 형성하는 경우에는, 히터(200)가 물과 직접 닿지 않는 간접가열방식의 경우 별도의 케이스(400)를 사용하지 않게 된다.

한편, 상기 제 1 절연층이 형성되고 나면 상기 제 1 절연층의 형성 재질과 다른 재질을 가지도록 제 2 절연층이 형성되는 단계가 수행된다.

즉, 상기 제 2 절연층이 형성되는 단계에서는, 상기 제 1 절연층이 산화마그네슘(900)으로 형성될 경우 상기 산화마그네슘(900)을 제외하고 절연시트(500) 또는 슬러리상 절연체(800)를 이용하여 제 2 절연층을 형성하게 된다.

그리고, 제 1 절연층이 슬러리상 절연체(800)로 형성될 경우에는 제 2 절연층이 절연시트(500) 또는 산화마그네슘(900)을 이용하여 형성되며, 제 1 절연층이 절연시트(500)인 경우에는 상기 제 2 절연층이 슬러리상 절연체(800)나 산화마그네슘(900)으로 형성됨으로써 발열체를 감싸는 이중 절연구조가 형성된다.

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.

도 10 은 본 발명에 의한 히터의 제조방법을 도시한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100..... 스팀발생장치 200..... 히터

400..... 케이스 440..... 튜브

500..... 절연시트 600..... 피티씨 세라믹 소자

700..... 도전판 800..... 슬러리상 절연체

900..... 산화마그네슘

Claims (12)

1. 피티씨 세라믹을 이용하여 형성되는 발열체;

   상기 발열체의 적어도 일부분을 감싸도록 형성되어 상기 발열체를 절연시키는 제 1 절연층;

   상기 제 1 절연층의 적어도 일부분을 감싸도록 형성되는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며;

   상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은,

   산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연시트 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
2. 피티씨 세라믹을 이용하여 형성되는 발열체;

   상기 발열체가 내부에 수용되는 케이스;

   상기 케이스 내부에서 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 제 1 절연층;

   상기 케이스 내부에서 상기 제 1 절연층을 감싸도록 형성되는 제 2 절연층을 포함하는 구성을 가지며,

   상기 제 1 절연층과 제 2 절연층은,

   산화마그네슘, 슬러리상 절연체, 절연시트 중 어느 하나로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 절연시트로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 산화마그네슘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 산화마그네슘으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 절연시트을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 산화마그네슘으로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 절연시트로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 슬러리상 절연체로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 절연층은 절연시트로 형성되고, 상기 제 2 절연층은 산화마그네슘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 슬러리상 절연체는,

   수산화마그네슘 슬러리(Slurry)임을 특징으로 하는 히터.
10. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스는,

    알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터.
11. 피티씨 세라믹을 이용하여 발열체가 형성되는 단계;

    상기 발열체에 절연시트, 슬러리상 절연체, 산화마그네슘 중 어느 하나를 이용하여 제 1 절연층이 형성되는 단계;

    상기 제 1 절연층에 절연시트, 슬러리상 절연체, 산화마그네슘 중 어느 하나를 이용하여 제 2 절연층이 형성되는 단계;를 포함하는 히터의 제조방법.
12. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 절연층이 형성되는 단계에서는,

    상기 제 2 절연층이 제 1 절연층과 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터의 제조방법.

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