KR20110000602U - 아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조 - Google Patents

아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 관 형상의 도체인 슬리브(130)가 구성되고, 상기 슬리브(130)의 일측에 다수의 탄소섬유(113)가 다발로 형성된 탄소발열선(110)의 종단부가 끼워지고, 상기 슬리브(130)의 상대측에 전선(120)의 피복된 구리선(123)이 삽입되고, 상기 슬리브(130)는 압축되어 구성되는, '탄소발열선과 전선의 연결구조(100)'에 있어서; 상기 슬리브(130) 내부에서 탄소발열선(110)과 구리선(123) 사이에 도체인 용융체(140)가 개재되어 구성되고, 상기 용융체(140)는 상기 슬리브(130) 보다 용융점이 낮고, 상기 탄소발열선(110)의 저항열 보다 높도록 구성됨으로써, 상기 슬리브(130)와 탄소섬유(113) 사이에 아크가 발생하게 되면 용융체(140)가 녹으면서 탄소섬유(113)와 슬리브(130) 사이의 극간을 메우게 되어 아크의 발생을 중단시킬 수 있도록 고안된 것이다.
Figure P2020090009055
탄소발열선, 탄소섬유, 슬리브, 용융체

Description

아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조{Connection structure of a carbon heating wire and an electric code}
본 고안은 '아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조'에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 슬리브 내부에 용융체가 수용되어 탄소발열선과 슬리브 사이에 아크가 발생하지 않도록 한, '아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조'에 관한 것이다.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 분해 단면도, 도 2는 종래 기술에 의한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.
일반적인 탄소발열선(10)과 전선(20)의 연결구조를 살펴보면, 관 형상의 슬리브(30, sleeve)가 구성되고, 상기 슬리브(30)의 일측에 탄소발열선(10)의 종단부가 끼워지고, 상대측에는 전선(20)의 피복된 구리선(23)이 삽입된다. 그리고 상기 슬리브(30)는 압축되어 상기 탄소발열선(10)과 구리선(23)이 밀착되어 구성된다. 상기 탄소발열선(10)과 전선(20)의 연결 부분의 누전을 방지하기 위해 탄소발열 선(10)과 슬리브(30), 전선(20)에 걸쳐서 절연테이프(미도시)를 감아서 구성할 수도 있다.
상기 슬리브(30)는 전기의 도체로 형성되는데, 구리나 니켈 중 어느 하나로 형성되든지, 구리와 니켈의 합금으로 만들어질 수 있다. 그외 다양한 도체로 형성될 수 있다.
따라서, 전류가 상기 구리선, 슬리브(30), 탄소발열선(10)을 통해 흐르게 됨으로써 상기 탄소발열선(10)에서 저항열이 발생하게 된다.
상기 탄소발열선의 경우, 나노 굵기의 선경(線徑)을 가지는 미세한 탄소섬유가 모여서 형성된 것으로서, 슬리브(sleeve)의 일측에 탄소발열선의 종단부를 끼우고 상대측에 전선을 삽입한 후, 압박한다고 하더라도, 슬리브가 여러 가닥으로 형성된 탄소섬유와 일일이 밀착될 수는 없다. 즉, 상기 슬리브에 밀착되지 않는 탄소섬유가 다수 존재하게 된다. 물론, 전선의 경우, 하나의 구리선으로 형성됨으로써 슬리브와의 밀착이 가능하다. 따라서, 전류가 흐르게 되면, 상기 밀착되지 않은 탄소섬유와 슬리브 사이에서는 1000℃ 이상의 아크(arc)가 여러 번 발생하여 슬리브는 가열되면서 연화되고, 온도가 계속 상승하게 되면 용융되는 부분이 생겨서 이 부분에서 홀(hole)이 발생하게 된다. 물론, 이때 상기 절연 테이프도 녹아서 상기 홀은 외부와 연통된다. 따라서, 상기 슬리브에서 절연 테이프가 녹아서 노출된 부분을 통해 아크가 외부로 튀어나가게 됨으로써, 주위에 인화성 물질이 있을 경우, 큰 화재를 일으키게 된다.
본 고안은 관 형상의 도체인 슬리브가 구성되고, 상기 슬리브의 일측에 다수의 탄소섬유가 다발로 형성된 탄소발열선의 종단부가 끼워지고, 상기 슬리브의 상대측에 전선의 피복된 구리선이 삽입되고, 상기 슬리브는 압축되어 구성되는 탄소발열선과 전선의 연결구조에 있어서; 상기 슬리브 내부에서 탄소발열선과 구리선 사이에 도체인 용융체가 개재되어 구성되고, 상기 용융체는 상기 슬리브 보다 용융 점이 낮고, 상기 탄소발열선의 저항열 보다 높도록 구성한다.
본 고안은 슬리브와 탄소섬유 사이에 아크가 발생하게 되면 용융체가 녹으면서 탄소섬유와 슬리브 사이의 극간을 메우게 되어 아크의 발생을 중단시킨다. 따라서, 슬리브가 용융되어 홀이 발생하는 현상을 방지하게 되어 상기 홀을 통해 아크가 튀어나가게 됨으로써 발생하는 화재의 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 고안에 의한 아크의 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 분해 단면도, 도 4는 본 고안에 의한 아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.
일반적인 '탄소발열선과 전선의 연결구조(100)'를 살펴보면, 관 형상의 슬리브(130, sleeve)가 구성되고, 상기 슬리브(130)의 일측에 다수의 탄소섬유(113)가 다발로 형성된 탄소발열선(110)의 종단부가 끼워지고, 상대측에는 전선(120)의 피복된 구리선(123)이 삽입된다. 그리고 상기 슬리브(130)는 압축되어 상기 탄소발열선(110)과 구리선(123)이 밀착되어 구성된다.
상기 슬리브(130)는 전기의 도체로 형성되는데, 구리나 니켈 중 어느 하나로 형성되든지, 구리와 니켈의 합금으로 만들어질 수 있다. 그외 다양한 도체로 형성될 수 있다.
상기 '탄소발열선과 전선의 연결구조(100)'는 필요에 따라 노출되도록 구성될 수도 있고, 탄소발열선(110)과 전선(120)의 연결 부분의 누전을 방지하기 위해 탄소발열선(110)과 슬리브(130), 전선(120)에 걸쳐서 절연 테이프(미도시)를 감아서 구성할 수도 있다.
본 고안에서는 상기 탄소발열선(110)과 슬리브(130) 사이에 아크가 발생하는 현상을 방지하도록 함으로써, 슬리브(130)에 홀(미도시)이 생기는 현상을 방지하여 아크로 인한 화재를 미연에 방지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 고안에서는 다음과 같이 구성한다.
상기 슬리브(130) 내부에 탄소발열선(110)과 구리선(123) 사이에, 아크열 때문에 용융되면서 도체인 용융체(140)가 개재되어 구성된다.
상기 용융체(140)는 실시예로써 상기 슬리브(130) 보다 용융점이 낮고 탄소발열선(110)의 발열온도 보다는 용융점이 높은 금속이 바람직하다. 일례로서, 용융점이 413℃인 납이나 72℃인 우드메탈이 가능하다.
또한 상기 용융체(140)는 도 3에서처럼 알맹이 형상으로서 슬리브(130) 내부에 수용될 수도 있는데, 슬리브(130) 내측면에 부착된 상태로 형성될 수도 있다. 또는 상기 슬리브(130) 내부를 폐색하는 격막 형상으로 형성될 수도 있다.
상기 본 고안에 의하면, 구리선(123)을 통해서 전류가 흐르게 되면, 슬리브(130)와 탄소발열선(110)을 통해 전류가 도통되면서, 상기 탄소발열선(110)에서는 저항열이 발생하게 된다. 이때, 상기 슬리브(130)가 압축되어 있다 하더라도 탄소발열선(110)을 구성하는 미세한 나노섬유인 각각의 탄소섬유(113)와 밀접하게 접 촉할 수는 없다.
따라서 접촉하지 못한 탄소섬유(113)와 슬리브(130) 사이에는 미세한 극간(미도시)이 형성되고 이 극간(미도시) 사이에는 1000℃ 이상의 아크(arc)가 다수회 반복하여 발생하게 된다. 그러면, 상기 용융체(140)가 용융되면서 탄소섬유(113) 사이사이와 탄소섬유(113)와 슬리브(130) 사이로 스며들면서 상기 극간(미도시)을 충전하게 되어 아크의 발생이 중단된다. 상기 용융체(140)는 도체이므로 전기의 도통에 전혀 문제가 되지 않는다. 따라서 상기 아크로 인해서 슬리브(130)에 홀(미도시)이 형성되는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 용융체(140)의 융점은 탄소발열선(110)의 저항열 보다는 높고 상기 슬리브(130)의 용융점 보다는 높은 재질로 형성함으로써, 아크열로 용융되어 상기 극간(미도시)을 충전하고 나서, 탄소발열선(110)의 저항열 때문에 녹아서 흘러내림으로써 다시 극간(미도시)이 형성되는 현상이 방지되도록 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 분해 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 고안에 의한 아크의 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 분해 단면도.
도 4는 본 고안에 의한 아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조를 도시한 단면도.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
110: 탄소발열선 113: 탄소섬유
120: 전선 123: 구리선
130: 슬리브 140: 용융체

Claims (2)

  1. 관 형상의 도체인 슬리브(130)가 구성되고,
    상기 슬리브(130)의 일측에 다수의 탄소섬유(113)가 다발로 형성된 탄소발열선(110)의 종단부가 끼워지고,
    상기 슬리브(130)의 상대측에 전선(120)의 피복된 구리선(123)이 삽입되고,
    상기 슬리브(130)는 압축되어 구성되는 탄소발열선과 전선의 연결구조(100)에 있어서;
    상기 슬리브(130) 내부에서 탄소발열선(110)과 구리선(123) 사이에 도체인 용융체(140)가 개재되어 구성되고,
    상기 용융체(140)는 상기 슬리브(130) 보다 용융점이 낮고, 상기 탄소발열선(110)의 저항열 보다 용융점이 높은 것을 특징으로 하는 아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용융체(140)는 납, 우드메탈 중 하나인 것을 특징으로 하는 아크 방지가 가능한 탄소발열선과 전선의 연결구조.
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