KR20110026084A - 매설형 전열장치 및 그 전열장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매설형 전열장치를 노면 등과 같은 땅바닥에 매설 설치할 시 염기, 황산 등이 섞여있는 토양에서 전원에 의해 발열되는 발열봉이 부식되지 않도록 하는 매설형 전열장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 매설형 전열장치는, 수평방향으로 일정거리 이격되어 배치되는 한 쌍의 전선과, 상기 한 쌍의 전선 사이에 수직방향으로 일정간격마다 다수 개가 배치되고, 관체로 이루어져 내부에 열선이 길이방향으로 배치되며, 상기 열선의 양단부가 각각 상기 전선에 연결되는 연결단자가 설치되며, 상기 관체의 내부에 전열재가 충진되어지는 발열봉과, 상기 발열봉에 삽입되어 미리 설정된 온도로 가열할 시 수축되어 상기 발열봉에 도포되어 상기 발열봉을 염분, 황산 등으로부터 보호하기 위한 열수축튜브와, T자형태로 사출성형을 하여 상기 결선부위를 커버링하는 성형부가 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되되록 하고, 상기 성형부가 Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어지며, 상기 성형부의 상면 및 하면이 평면으로 이루어지도록 형성된 T자형 밀봉캡을 포함하고, 상기 성형부의 수평부위와 수직부위가 연결되는 부위에 수직방향으로 리브를 형성하여 상기 성형부의 강도를 보강한다.

본 발명은, 발열봉을 열수축튜브로 감싸 황산, 염분이 있는 토양에 노출된 노면에 매설될 시 부식이 발생되지 않도록 하여 영구히 사용할 수 있다.

사출성형, 발열봉, 밀봉캡, 골부, 산부

Description

매설형 전열장치 및 그 전열장치 제조방법{layed type electric heat appratus and manufacture method therefor}

본 발명은 매설형 전열장치에 관한 것으로, 특히 매설형 전열장치를 노면 등과 같은 땅바닥에 매설 설치할 시 염기, 황산 등이 섞여있는 토양에서 전원에 의해 발열되는 발열봉이 부식되지 않도록 하는 매설형 전열장치 및 그 전열장치 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 매설형 전열장치는 학교, 주택, 공장, 노면이나 공항 활주로면 등에 설치되는 바닥을 난방하는 역할을 하게 되며, 온수관을 이용한 난방방식과 전열관을 이용한 난방방식으로 구분할 수 있다. 상기 매설형 전열장치를 노면이나 공항 활주로면에 설치하는 것은 동절기에 눈이 내릴 때 노면에 눈이 쌓이지 않도록 하는 동시에 노면이 빗물이나 눈이 녹아내린 물이 얼지 않도록 하여 빙판이 형성되지 않도록 하여 사고를 예방하기 위한 것이다.

상기 난방방식 중에서 본 발명은 전열관을 이용한 난방방식에 활용되는 매설 형 전열장치를 적용하고 있고, 매설형 전열장치의 발열봉은 알루미늄, 스테인레스 등과 같은 금속재질로 이루어져 있다.

도 1은 종래의 매설형 전열장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.

전원을 입력하기 위한 플러그((P)와, 상기 플러그(P)에서 분기된 두 가닥의 전선(1)과, 상기 두 가닥의 전선(1)에 병렬로 연결되고 일정간격을 두고 이격되어 있는 복수 개의 발열봉(2)으로 구성된다.

상기 전선(1)과 발열봉(2)의 연결부위는 T자형 밀봉캡(4)에 의해 밀폐된다. 상기 두 가닥의 전선(1)은 전류가 흐르도록 도체(1a)와 상기 도체(1a)를 감싸는 외피(1b)로 이루어지고, 상기 발열봉(2)은 발열체(2a)와 상기 발열체(2a)를 감싸는 외피(2b)로 이루어진다.

전선의 외피(1b)를 벗겨 노출된 도체(1a)와 발열봉(2)의 발열체(2b)를 전도성 연결구(3)가 전기적으로 연결되도록 한다.

그리고 상기 T자형 밀봉캡(4)은 상,하로 분리되는 형태로 형성되어 전선과(1)과 발열봉(2)의 연결부위에 상,하로 결합한 후 초음파 또는 고주파를 이용하여 용융접합시키는 방식으로 전선(1)과 발열봉(2)의 연결부위를 밀봉시킨다.

상기와 같은 매설형 전열장치의 발열봉은 알루미늄, 스테인레스 등과 같은 금속재질로 이루어져 있어 황산, 염분이 있는 토양에 노출된 노면에 매설될 시 부식이 발생되어 수명이 단축되는 문제가 있었다.

화산, 염분이 있는 토양에 매설형 전열장치를 설치할 경우 실험결과 3개월도 경과되지 않아 완전 부식되어 매설형 전열장치를 사용할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 황산, 염분이 있는 토양에 노출된 노면에 매설될 시 부식이 발생되지 않도록 하여 영구히 사용할 수 있는 매설형 전열장치 및 그 전열장치 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매설형 전열장치는, 수평방향으로 일정거리 이격되어 배치되는 한 쌍의 전선과, 상기 한 쌍의 전선 사이에 수직방향으로 일정간격마다 다수 개가 배치되고, 관체로 이루어져 내부에 열선이 길이방향으로 배치되며, 상기 열선의 양단부가 각각 상기 전선에 연결되는 연결단자가 설치되며, 상기 관체의 내부에 전열재가 충진되어지는 발열봉과, 상기 발열봉에 삽입되어 미리 설정된 온도로 가열할 시 수축되어 상기 발열봉에 도포되어 상기 발열봉을 염분, 황산 등으로부터 보호하기 위한 열수축튜브와, T자형태로 사출성형을 하여 상기 결선부위를 커버링하는 성형부가 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되되록 하고, 상기 성형부가 Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어지며, 상기 성형부의 상면 및 하면이 평면으로 이루어지도록 형성된 T자형 밀봉캡을 포함하고, 상기 성형부의 수평부위와 수직부위가 연결되는 부위에 수직방향으로 리브를 형성하여 상기 성형부의 강도를 보강함을 특징으로 한다.

상기 열수축튜브는 폴리올레핀 재질로 형성되어 있으며, 상기 발열봉에 삽입 한 후 밀폐공간에서 170℃로 가열하여 수축되도록 함에 의해 상기 발열봉에 도포되도록 형성함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매설형 전열장치 제조방법은,

스테인레스 재질로 이루어진 관체로 형성되어 내부에 열선이 길이방향으로 배치되고, 상기 열선의 양단부는 각각 전선에 연결되는 연결단자가 설치되며, 상기 관체의 내부에는 전열재가 충진되어진 발열봉에 열수축튜브를 삽입한 후 밀폐공간에서 미리 설정된 온도로 히팅하여 수축되도록 함에 의해 상기 발열봉에 열수축튜브를 도포하는 단계와,

전류가 흐르는 도체와 외부와 절연을 위해 상기 도체를 감싸고 있는 보호커버로 형성된 한 쌍의 전선을 수평방향으로 일정거리 이격되도록 배치하는 단계와,

상기 한 쌍의 전선 사이에 수직방향으로 발열봉을 일정 간격마다 배치하는 단계와,

상기 열수축튜브로 도포된 상기 발열봉과 상기 전선을 전기적으로 결선하는 단계와,

상기 결선부위를 사출성형에 의해 성형부를 형성시키는 단계를 포함하고,

상기 관체의 양단부는 마개가 설치되어 상기 관체 내부의 열선이나 전열재를 수분으로부터 보호하게 되고, 상기 전선과 연결단자의 접속점을 이중 슬리브단자로 수납하며, 상기 전선은 (+)전선(21)과 (-)전선(22)을 포함하며, 상기 발열봉의 양단부에 각각 접속되고,

상기 전선은 상기 발열봉의 연결단자와 연결시키기 위해 한 쌍으로 이루어진 접속점에 슬리브단자가 직렬로 접속되도록 하며,

상기 성형부는 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되어 밀봉성을 향상시키되록 하고, Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은, 발열봉을 열수축튜브로 감싸 황산, 염분이 있는 토양에 노출된 노면에 매설될 시 부식이 발생되지 않도록 하여 영구히 사용할 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것에 불과하다는 것에 유의하여야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 매설형 전열장치의 전체 구조를 나타낸 평면도이다.

도 3은 도 2의 성형부(30)의 요부를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 2의 성형부(30)의 요부를 나타낸 평면도이며,

도 5는 도 2의 성형부(30)의 요부를 평단면도이고,

도 6은 도 2에 도시된 발열봉(10)에 수축튜브(18)를 결합하기 전의 상태를 도시한 도면이다.

수평방향으로 일정거리 이격되어 배치되는 한 쌍의 전선(20)과,

상기 한 쌍의 전선(20) 사이에 수직방향으로 배치되고 관체(11)로 이루어져 내부에 열선(12)이 길이방향으로 배치되고, 상기 열선(12)의 양단부가 각각 상기 전선(20)에 연결되는 연결단자(13)가 설치되며, 상기 관체(11)의 내부에 전열재(14)가 충진되어지는 발열봉(10)과,

상기 발열봉(10)에 삽입되어 미리 설정된 온도로 가열할 시 수축되어 상기 발열봉(10)을 염분, 황산 등으로부터 보호하기 위한 열수축튜브(18)와,

상기 발열봉(10)과 전선(20)을 전기적으로 결선한 상태에서 결선부위를 T자형태로 사출성형에 의해 형성시켜 상기 결선부위를 밀봉시키는 성형부(30)와,

상기 성형부(30)의 수평부위(31)와 수직부위(32)가 연결되는 부위에 상기 성형부(30)의 강도를 보강하도록 수직방향으로 형성된 리브(33)로 이루어져 있다.

상술한 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.

한 쌍의 전선(20)은 수평방향으로 일정거리 이격되어 배치된다. 전선(20)은 전류가 흐르는 도체와 외부와 절연을 위해 상기 도체를 감싸고 있는 보호커버로 형성되어 있다.

발열봉(10)은 상기 한 쌍의 전선(20) 사이에 수직방향으로 일정 간격마다 다수 개가 설치되어 있다. 상기 발열봉(10)은 스테인레스 재질로 이루어진 관체(11) 로 형성되어 내부에 열선(12)이 길이방향으로 배치되고, 상기 열선(12)의 양단부는 각각 전선(20)에 연결되는 연결단자(13)가 설치되며, 상기 관체(11)의 내부에는 전열재(14)가 충진되어진다.

상기 관체(11)의 양단부는 마개(15)가 설치되어 관체(11) 내부의 열선(12)이나 전열재(14)를 수분으로부터 보호하게 되고, 전선(20)과 연결단자(13)의 접속점을 이중 슬리브단자(16)로 수납하게 된다. 상기 전선(20)은 (+)전선(21)과 (-)전선(22)을 포함하며, 상기 발열봉(10)의 양단부에 각각 접속된다. 상기 전선(20)은 발열봉(10)의 연결단자(13)와 연결시키기 위해 한 쌍으로 이루어져 접속점에 슬리브단자(17)가 직렬로 접속된다.

도 6과 같은 발열봉(10)에 열수축튜브(18)를 삽입한 후 가열기(도시하지 않음)에 넣은 후 밀폐시키고 히팅을 하여 설정온도 예를 들어 170℃로 가열하여 열수축튜브(18)가 수축되도록 하여 발열봉(10)에 도포되도록 한다. 상기 열수축튜브(18)는 폴리올레핀(Polyolefin)의 재질로 형성되어 있다. 상기 폴리올레핀(Polyolefin)은 염분, 산성알카리성 유류, 각종 용매 등의 화학 물질에 우수한 저항력을 갖는다.

상기와 같이 열수축튜브(18)로 감싸여진 발열봉(10)과 전선(20)을 전기적으로 결선한 상태에서 결선부위를 사출성형에 의해 성형부(30)를 형성시킨다. 상기 성형부(30)는 T자형 밀봉캡이 되는 것이다. 성형부(30)는 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되어 밀봉성을 향상시키되록 한다. 성형부(30)는 Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어져 있으며, 수지의 수축률 차이에 의해 밀봉성이 향상된다. 즉, 산부(D1)는 수지가 많이 충진되어 수축이 많이 되고 골부(D2)는 수지충진이 적어 수축이 적게 이루어져 밀봉성이 향상된다. 다시 말해, 성형부(30)의 사출성형 후 냉각 시 골부(D2)와 산부(D1)의 냉각되는 온도차에 의해 수축효과를 증진하여 밀봉성을 향상시키는 것이다.

본 발명은 전선(20)과 발열봉(10)에 오링이나 패킹과 같은 밀봉부재를 사용하지 않고 사출성형에 의해 T자형 밀봉캡 및 전선(10)과 T자형 밀봉캡 및 발열봉(10) 사이를 밀봉시킬 수 있어 공수를 줄여 제조비용을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 사용되는 Br-Epoxy 난연제 재질의 수지의 수축률은 5/1000가 가장 바람직하며, 가로 추축계수와 세로 수축계수의 차이로 인해 수축효과를 극대화하도록 한다. 가로방향 수축계수는 17%, 세로 방향 체적계수는 43%를 적용하는 것이 가장 바람직하다.

상기 가로방향 수축계수 A = (D1 - D2)/D1이며, 상기 세로방향 체적계수 B = 2Rb/2Ra로 계산할 수 있다. (Ra=산부반경, Rb = 골부반경)

상기 가로방향 수축계수와 세로방향 체적계수의 합이 50%~75%의 범위에 있는 경우에 수지의 안정률이 가장 좋게 되는데, 본 발명은 60%의 범위에 있어 수지의 안정률을 가장 좋게 한다.

상기 성형부(30)의 상면 및 하면은 평면으로 이루어지도록 하여 지면에 전열장치를 매설하는 경우 지면에 닿는 면적이 최적이 되도록 하여 설치(시공)가 용이하고 안정성을 유지할 수 있다.

그리고 상기 성형부(30)는 수평부위(31)와 수직부위(32)가 연결되는 부위에 리브(33)가 형성되도록 하여 성형부(30)의 강도를 보강하도록 하여 혹한기에 노면 등에 높은 하중이 가해질 경우 변형이나 파손을 방지하여 성형부(30) 및 전선(20)과 성형부(30) 및 발열봉(10) 사이에 대한 수밀성의 파괴를 방지하고 누전발생을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 매설형 전열장치의 전체 구조를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 매설형 전열장치의 전체 구조를 나타낸 평면도이다.

도 3은 도 2의 성형부(30)의 요부를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 2의 성형부(30)의 요부를 나타낸 평면도이며,

도 5는 도 2의 성형부(30)의 요부를 평단면도

도 6은 도 2에 도시된 발열봉(10)에 수축튜브(18)를 결합하기 전의 상태를 도시한 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10: 발열봉 11: 관체

12: 열선 13: 연결단자

14: 전열재 15: 마개

16: 이중 슬리브단자 17: 슬리브단자

20: 전선 30: 성형부

31: 수평부위 32: 수직부위

33: 리브

Claims (3)

1. 매설형 전열장치에 있어서,

   수평방향으로 일정거리 이격되어 배치되는 한 쌍의 전선과,

   상기 한 쌍의 전선 사이에 수직방향으로 일정간격마다 다수 개가 배치되고, 관체로 이루어져 내부에 열선이 길이방향으로 배치되며, 상기 열선의 양단부가 각각 상기 전선에 연결되는 연결단자가 설치되며, 상기 관체의 내부에 전열재가 충진되어지는 발열봉과,

   상기 발열봉에 삽입되어 미리 설정된 온도로 가열할 시 수축되어 상기 발열봉에 도포되어 상기 발열봉을 염분, 황산 등으로부터 보호하기 위한 열수축튜브와,

   T자형태로 사출성형을 하여 상기 결선부위를 커버링하는 성형부가 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되되록 하고, 상기 성형부가 Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어지며, 상기 성형부의 상면 및 하면이 평면으로 이루어지도록 형성된 T자형 밀봉캡을 포함하고,

   상기 성형부의 수평부위와 수직부위가 연결되는 부위에 수직방향으로 리브를 형성하여 상기 성형부의 강도를 보강함을 특징으로 하는 매설형 전열장치.
2. 청구항 1에 있어서

   상기 열수축튜브는 폴리올레핀 재질로 형성되어 있으며, 상기 발열봉에 삽입 한 후 밀폐공간에서 170℃로 가열하여 수축되도록 함에 의해 상기 발열봉에 도포되도록 형성함을 특징으로 하는 매설형 전열장치.
3. 매설형 전열장치 제조방법에 있어서,

   스테인레스 재질로 이루어진 관체로 형성되어 내부에 열선이 길이방향으로 배치되고, 상기 관체의 내부에 전열재가 충진되어진 발열봉의 외부에 열수축튜브를 삽입한 후 밀폐공간에서 미리 설정된 온도로 히팅하여 수축되도록 함에 의해 상기 발열봉에 열수축튜브를 도포하는 단계와,

   전류가 흐르는 도체와 외부와 절연을 위해 상기 도체를 감싸고 있는 보호커버로 형성된 한 쌍의 전선을 수평방향으로 일정거리 이격되도록 배치하는 단계와,

   상기 한 쌍의 전선 사이에 수직방향으로 발열봉을 일정 간격마다 배치하는 단계와,

   상기 열수축튜브로 도포된 상기 발열봉과 상기 전선을 전기적으로 결선하고 상기 결선부위를 사출성형에 의해 성형부를 형성시키는 단계를 포함하고,

   상기 관체의 양단부는 마개가 설치되어 상기 관체 내부의 열선이나 전열재를 수분으로부터 보호하게 되고, 상기 전선과 연결단자의 접속점을 이중 슬리브단자로 수납하며, 상기 전선은 (+)전선(21)과 (-)전선(22)을 포함하며, 상기 발열봉의 양단부에 각각 접속되고,

   상기 전선은 상기 발열봉의 연결단자와 연결시키기 위해 한 쌍으로 이루어진 접속점에 슬리브단자가 직렬로 접속되도록 하며,

   상기 성형부는 산부(D1)와 골부(D2)가 반복적으로 형성되어 밀봉성을 향상시키되록 하고, Br-Epoxy 난연제 재질의 수지로 이루어짐을 특징으로 하는 매설형 전열장치 제조방법.

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